高中物理 第四章 4 法拉第電磁感應(yīng)定律課件 粵教選修32

1、2021/8/11 星期三14 法拉第電磁感應(yīng)定律2021/8/11 星期三2知識(shí)點(diǎn) 1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源2產(chǎn)生的條件：不論電路閉合與否，只要穿過(guò)它的磁通量發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果電路閉合，電路中就有感應(yīng)電流2021/8/11 星期三3磁通量磁通量變化量 磁通量變化率物理意義表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)的多少表示在某一過(guò)程中穿過(guò)某一面積磁通量變化的多少表示穿過(guò)某一面積的磁通量變化的快慢大小計(jì)算BS ，S為與 B 垂直的面積21，BS或SB注意若某個(gè)面有方向相反的磁場(chǎng)穿過(guò)，則不能直接用

2、BS ，應(yīng)考慮相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量開(kāi)始和轉(zhuǎn)過(guò) 180時(shí)平面都與磁場(chǎng)垂直，穿過(guò)平面的磁通量是不同的，一正一負(fù)，2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在t 圖象中用圖線的斜率表示2021/8/11 星期三4知識(shí)點(diǎn) 2法拉第電磁感應(yīng)定律2021/8/11 星期三52021/8/11 星期三6知識(shí)點(diǎn) 3導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1一部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式(1)EBLv(BL 、vL 、vB)(2)EBLvsin (不滿足兩兩互相垂直，比如：BL 、vL 、v與 B 有夾角)(3)如果 BLv 中任意兩個(gè)量平行，則導(dǎo)體在磁

3、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，E0.2反電動(dòng)勢(shì)：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，削弱電源電動(dòng)勢(shì)作用，叫做反電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)正是克服這個(gè)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2021/8/11 星期三7EBLvsin 區(qū)別求的是t 時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E 與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E 與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)求的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由于是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此電源部分不容易確定由于是一部分導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，該部

4、分就相當(dāng)于電源聯(lián)系公式 En 和 EBLvsin 是統(tǒng)一的，當(dāng)t0 時(shí)，E 為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而公式 EBLvsin 中的 v 若代入平均值，則求出的 E 為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2021/8/11 星期三8【例 1】如圖 441 所示，有一夾角為的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為 B，方向與角架所在平面垂直，一段直導(dǎo)線 ab，從角頂 c 貼著角架以速度v 向右勻速運(yùn)動(dòng)，求：圖 4412021/8/11 星期三9(1)t 時(shí)刻角架的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)t 時(shí)間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解：(1)導(dǎo)線ab 從頂點(diǎn)c 向右勻速運(yùn)動(dòng)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度 de 隨時(shí)間變化，設(shè)經(jīng)時(shí)間 t

5、，ab 運(yùn)動(dòng)到 de 的位置，則decetan vttan t 時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 EBLvBv2ttan .(2)t 時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2021/8/11 星期三101(雙選)如圖 442 所示，長(zhǎng)為 L 的直導(dǎo)線 ab 放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬為 d，導(dǎo)線 ab 運(yùn)動(dòng)的速度為 v，方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面)BD向外，ab 與導(dǎo)軌的夾角為，則回路中的電動(dòng)勢(shì)為(圖 442ABLvBBLvsin CBdvsin DBdv2021/8/11 星期三11的應(yīng)用題型1公式 Ent【例 2】如圖 443 甲所示，圓形線圈 M 的匝數(shù)為 50匝，它的兩個(gè)端

6、點(diǎn) a、b 與理想電壓表相連，線圈中磁場(chǎng)方向如圖，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則 ab 兩點(diǎn)的電勢(shì)高低與電壓表讀數(shù)為()圖 4432021/8/11 星期三12Aab，20 VCab，10 VDab，10 V解析：由題意可知，線圈 M 的磁場(chǎng)的磁通量隨時(shí)間均勻增加，則 Ent5028100.4V10 V由楞次定律可知，此時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，由右手螺旋定則可以看出，此時(shí) a 點(diǎn)的電勢(shì)較高答案：B2021/8/11 星期三132如圖 444 所示，半徑為 r 的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸 OO，以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，從金屬環(huán)面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在金屬

7、環(huán)轉(zhuǎn)過(guò) 30角的過(guò)程中圓環(huán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？圖 4442021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15題型2公式 EBLvsin 的應(yīng)用【例 3】如圖 445 所示把線框 abcd 從磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，速度方向與 ab 邊垂直向左，速度的大小為 v，線圈的邊長(zhǎng)為 L，每邊的電阻為 R，問(wèn)線圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(線框abcd 都沒(méi)有離開(kāi)磁場(chǎng))，ab 兩點(diǎn)的電勢(shì)差為多少；電路中的電流為多少？解：當(dāng)線框 abcd 整個(gè)在磁場(chǎng)的時(shí)候，穿過(guò)線圈的磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流，而 UabEBLv.圖 4452021/8/11 星期三163把總電阻為 2R 的均勻電阻絲焊接成一半徑為 a 的圓環(huán)，水平固定在豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖446 所示，一長(zhǎng)度為 2a，電阻等于 R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN 放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸當(dāng)金屬棒以恒定速度 v 向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心 O 時(shí)，求：圖 4462021/8/11 星期三17(1)流過(guò)棒的電流的大小、方向及棒兩端的電壓 UMN.(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率解