高中物理 4.4法拉第電磁感應定律課件 新人教版選修3-2.ppt
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法拉第電磁感應定律,,,,,,,,,,,,K,,,電磁感應現象,實驗回顧,,,,,,①,②,Ф,△Ф,?,磁通量Ф 磁通量變化△Ф 磁通量變化率與電磁感應的關系,,,一、感應電動勢,(E),§3. 法拉第電磁感應定律 ——感應電動勢的大小,1.定義:,在電磁感應現象中產生的電動勢。,2.磁通量變化越快,感應電動勢越大。,,磁通量變化,磁通量變化快慢,磁通量,,,,一、感應電動勢,(E),§3. 法拉第電磁感應定律 ——感應電動勢的大小,1.定義:,在電磁感應現象中產生的電動勢。,2.磁通量變化越快,感應電動勢越大。,電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。,二、法拉第電磁感應定律,1.內容:,,,,(K是一個常數),(n為線圈的匝數),一、感應電動勢,(E),§16.2 法拉第電磁感應定律 ——感應電動勢的大小,電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。,二、法拉第電磁感應定律,1.內容:,平均磁通變化率,,平均感應電動勢,,例:如圖所示,一個50匝的線圈的兩端跟R=99Ω的電阻相連接,置于豎直向下的勻強磁場中,線圈的橫截面積是20㎝2,電阻為1Ω,磁感應強度以100T/s的變化率均勻減少。在這一過程中通過電阻R的電流為多大?線圈某一橫截面內通過的電荷量是多少?,解析:,鞏固練習:,√,1.穿過一個單匝線圈的磁通量始終為每秒鐘均勻地增加2 Wb,則: A.線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2 V B.線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2 V C.線圈中的感應電動勢始終是2 V D.線圈中不產生感應電動勢,三、重要的推論,如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中,磁感應強度是B,ab以速度v勻速切割磁感線,求產生的感應電動勢。,回路在時間t內增大的面積為:,ΔS=LvΔt,解:,產生的感應電動勢為:,穿過回路的磁通量的變化為:,ΔΦ=BΔS,=BLvΔt,V2,V1,=Vsinθ,若導體斜切磁感線,當速度v與磁感應強度B不垂直時,可將B分解為平行于速度分量B||(對感應電動勢無貢獻),垂直于速度分量B?,則感應電動勢:,?為B、v之間的夾角,感應電動勢,公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長度。在上圖中E=BLv,L是圓弧切割磁感線的有效長度。,例題1,如圖,設勻強磁場的磁感應強度為B,導體棒ab的長度為L,以速度v在導軌上向右勻速運動。求此時a、b兩點間的電勢差。已知導軌的總電阻為R,導體棒ab的電阻為r。,在上題中,導體棒ab的質量為m。若開始導體棒ab在導軌上靜止,用一水平向右的恒力F拉導體棒,使它向右運動,試分析導體棒的受力情況、運動情況。求出導體棒運動的最大速度。,例題2,,運動分析:,當F=F安時,a=0, 此時導體棒最大速度為:,當mgsinθ =F安時,a=0,此時導體棒最大速度為:,拓展,,如圖所示,長為 的金屬桿OA繞過O點垂直于紙面的固定軸沿順時針方向勻速轉動,角速度為ω。一勻強磁場垂直于紙面向里,磁感應強度為B,磁場范圍足夠大。求OA桿產生感應電動勢的大小。,解析:,由于OA桿是勻速轉動,故OA產生的感應電動勢是恒定的,其平均值與瞬時值相同,求感應電動勢的兩個公式均可以用。,,,O,例題3,例4:如圖所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有半徑為r的光滑半圓形導體框架。OC 為一端繞O點在框架上滑動的導體棒,OA之 間連一個阻值為R的電阻(其余電阻都不計), 若使OC以角速度ω勻速轉動。試求: (1)圖中哪部分相當于電源? (2)感應電動勢E為多少? (3)流過電阻R的電流I為多少?,如圖所示,邊長為a的正方形金屬線圈繞通過OO′軸,以角速度ω做勻速轉動,勻強磁場的磁感應強度為B,求下列情況的平均感應電動勢 1)線框從圖示位置轉過900 2)線框從圖示位置轉過1800 3)線框從圖示位置轉過300,【例題5】線框在磁場中的轉動,,,,,,,,o,O’,四.反電動勢,1.既然線圈在磁場中轉動,線圈中就會產生感應電動勢。感應電動勢加強了電源了產生的電流,還是削弱了它?是有得于線圈的轉動,還是阻礙了線圈的轉動?,電動機轉動是時,線圈中產生的感應電動勢 總要削弱電源電動勢的作用,阻礙線圈的轉動.,──反電動勢,2.電動機由于機械故障停轉,要立即切斷電源。,2.一個矩形線圈,在勻強磁場中繞一個固定軸做勻速轉動,當線圈處于如圖所示位置時,它的: A.磁通量最大,磁通量變化率最大,感應電動勢最大 B.磁通量最小,磁通量變化率最大,感應電動勢最大 C.磁通量最大,磁通量變化率最小,感應電動勢最大 D.磁通量最小,磁通量變化率最小,感應電動勢最大,√,,,如圖所示,導線全部為裸導線,半徑為r的圓導線處在垂直于圓平面的勻強磁場中,磁感應強度為B,方向如圖。一根長度大于2r的直導線MN,以速率V在圓上自左端勻速滑到右端,電路中定值電阻為R,其余電阻忽略不計。在滑動過程中,通過電阻R的電流的平均值為__________;當MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中,通過R的電荷量為_________,當MN通過圓環(huán)中心O時,通過R的電流為_________.,(πBrv/2R, πBr2/R,2Brv/R),應用舉例,例1、如圖所示為穿過某線路的磁通量Φ隨 時間t變化的關系圖,試根據圖說明: (1)穿過某線路的磁通量Φ何時最大? 何時最?。?(2)Δφ/Δt何時最大?何時最小? (3)感應電動勢E何時最大?何時最?。?注意區(qū)分幾個物理量: ①Φ、Δφ、Δφ/Δt ②E只與Δφ/Δt有關, 而與Φ、Δφ無關。,思考與討論:,如圖所示,長度都是L、質量都為m的兩金屬桿ab、cd放在水平 放置的足夠長的金屬導軌MN、EF上,磁感應強度為B的勻強磁 場強度豎直向上,若ab以速度v向右運動,試回答下列問題: (不計一切摩擦且導軌足夠長) (1)cd桿將向哪兒動? (2)兩金屬桿各做什么性質的運動? (3)從開始運動直到最后,在金屬框架上消耗掉的能量有多少,- 配套講稿:
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