高二物理法拉第电磁感应定律.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,法拉第,电磁感应定律,第1页,第2页,1、在电磁感应现象中,，,产生电动势 叫,感应电动势,。,产生感应电动势那部分导体 -,电源,。,一、感应电动势,2、磁通量改变率,表示磁通量,改变快慢,第3页,1、内容：电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量改变率/t成正比,二、法拉第电磁感应定律：,2、数学表示式,（单位 为,伏、韦伯、秒,则,k=1,）,第4页,二、法拉第电磁感应定律：,若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，总电动势为：,注意：（1）,公式中,计算方法,，,（2）电动势 E 为 平均值,（3）感应电流方向另行判断。,第5页,讨论：,磁通量大，磁通量改变一定大吗？,磁通量改变大，磁通量改变率一定大吗？,（与,速度,、,速度改变量,和,加速度,关系类比）,磁通量改变率,和,磁通量,、,磁通量改变量,不一样。磁通量为零，磁通量,改变率,不一定为零;磁通量,改变量,大，磁通量改变率也不一定大。,第6页,能力思索方法,【例1】如图12-3-5所表示，边长为a正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在面与磁感线垂直,经过,时间,t转过120,0,角,求:(1)线框内感应电动势在t时间内,平均值;(2)转过,120,0,角时,感应电,动势瞬时值.,图12-3-5,第7页,能力思索方法,【解析】(1)设初始时刻线框朝纸外一面为正面时,此时刻磁通量磁能量,1,=Ba,2,磁感线从正面穿入,t时刻后,磁通量,2,=(1/2)Ba,2,且此时刻磁通量改变量应该是(,1,+,2,),而不是(,1,-,2,),(学生可比较一下转过120,0,与转过60,0,时区分).E=/t求出平均电动势：E=3Ba,/2t；,(2)计算感应电动势瞬时值要用公式E=BLvsina，且a=120,0,、v,2,=2a/(3t);,E=a,2,/(3t)；,第8页,能力思索方法,【例2】如图12-3-6所表示，导线全部为裸导线，半径为r圆内有垂直于圆平面匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左匀速滑动到右端.电路固定电阻为R，其余电阻不计，试求,MN从圆环左端滑动,到右端过程中电阻,R上电流平均值,及经过电量.,图12-3-6,第9页,能力思索方法,【解析】本题粗看是MN在切割磁感线，属于“切割”类问题，要用E=BLv,但切割杆MN有效长度在不停改变，用公式E=BLv难以求得平均值.实际上，回路中磁通量在不停改变，平均感应电动势可由磁通量改变来求.,因为=B S=Br,；t=2r/v，由法拉第电磁感应定律，E=/t=Brv/2,所以I=E/R=Brv/2R,从而，经过电量：q=Br,2,/R.,第10页,能力思索方法,【例3】如图12-3-7所表示，abcd是一个固定U型金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为l，框架电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它电阻为R.现沿垂直于框架平面方向加一恒定匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，已知以恒,力F向右拉导体ef时，,导体杆最终匀速滑动，,求匀速滑动时速度.,图12-3-7,第11页,能力思索方法,【解析】当导体杆向右滑动时，经过回路efcb磁通量将发生改变，从而在回路中产生感应电动势E和感应电流I.设导体杆做匀速运动时速度为v，依据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：,E=Blv、I=E/R;而磁场对导体杆作用力为,F,安,=BlI,且有F=F,安,，解得匀速滑动时速度为：v=FR/B,2,l,2,.,第12页,能力思索方法,【例4】如图12-3-8所表示，长都为l金属棒OA、OB和圆弧组成闭合回路，磁感应强度为B匀强磁场和回路所在平面垂直，保持棒OA和圆弧不动，将棒OB绕O点以角速度顺时针转动，B端一直与圆弧接触，求OB棒上感应动势大小；,图12-3-8,第13页,能力思索方法,【解析】方法一：在t时间内OB扫过面积s=R,2,t/2;回路中磁通量改变量=Bs,再由E=,/t,求出感应电动势,E=B R,2,/2；,方法二：能够将OB看做是切割磁感线运动，切割速度为其中点速度v=l/2,则有E=Blv=Bl,2,/2,可见此方法更为简单；所以在此题中将圆弧和OA去掉后计算OB产生感应电动势结果是一样，只不过此种情况下无感应电流.,第14页,/10,-2,Wb,t/s,A,B,D,0,1,2,0.1,5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间改变规律如图所表示，则：(),A、线圈中0时刻感应电动势最大,B、线圈中D时刻感应电动势为零,C、线圈中D时刻感应电动势最大,D、线圈中0到D时间内平均,感应电动势为0.4V,ABD,第15页,三、导体作切割磁感线运动,电动势E大小,如图所表示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生感应电动势,a,b,G,a,b,v,回路在时间t内增大面积为：,S=L(vt),产生感应电动势为：,穿过回路磁通量改变为：,=BS,=BLvt,（V是相对于磁场速度）,第16页,v,B,V,1,=Vsin,V,2,=Vcos,若导体,斜切,磁感线,（为v与B夹角）,（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）,说明：,1、导线长度,L应为有效长度,2、V方向和B平行时，=0 E=0,3、速度V为,平均值,，E就为,平均值,.,速度V为,瞬时值,，E就为,瞬时值,.,第17页,例：如图，匀强磁场磁感应电动势为B，长为L金属棒ab在垂直于B平面内运动，速度v与L成,角，求金属棒ab产生感应电动势。,a,b,v,E=BL,(Vsin,),E=B,(Lsin,),V,有效长度-,导线在,垂直速度方向,上 投影长度,第18页,练习：半径为R半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？,R,E=B,2R,V,有效长度-,弯曲导线在,垂直速度方向,上 投影长度,第19页,问题：,公式,与公式,区分和联络？,1、普通来说，,求出是平均感应电动势，和,某段时间,或者,某个过程,对应，,求出是,瞬时,感应电动势，E和,某个时刻,或者,某个位置,对应。,区分：,第20页,2、,求出是整个回路感应电动势,v,a,b,c,d,L,区分：,回路中感应电动势为零时，不过回路中某段导体感应电动势不一定为零。,第21页,1、公式,中时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势,2、公式中v若代表平均速度，则求出E就为平均感应电动势。,联络：,问题：,公式,与公式,区分和联络？,第22页,四、反电动势,V,此电动势妨碍电路中原来电流.故称之为反电动势,第23页,N,S,电动机,安培力方向,转动速度方向,第24页,电动机线圈转动产生感应电动势是,反电动势,。这个电动势是,减弱了,电源电流,妨碍线圈转动.,线圈要维持原来转动就必须向电动机提供电能，,电能转化为机械能。,正因为,反电动势,存在,所以对电动机,欧姆定律不成立.,第25页,假如电动机因机械阻力过大而,停顿转动,，这时就没有了,反电动势,，线圈电阻普通都很小，线圈中,电流会很大,，电动机会烧毁。这时，应,马上切断电源,，进行检验。,第26页,电源,第27页,N,S,电源,第28页,