法拉第電磁感應(yīng)定律精品教學(xué)文稿

法拉第電磁感應(yīng)定律精品二、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv（B、L、V相互垂直）有效切割速度（垂直切）θBvvvE=BLv=BLvsinθ有效切割長度2.三個兩兩垂直,才算有效1.該公式可求平均電動勢（v取平均速度）；也可求瞬時電動勢.有效切割長度公式中的L為有效切割長度，即垂直于B、垂直于v且處于磁場中的直線部分長度③E=BRv①E=Blvsinθ;②E=B2Rv法拉第電機閱P14法拉第電機原理圖看成許多輻條在轉(zhuǎn)動切割專題一E＝BLV的應(yīng)用－、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的電路問題導(dǎo)體棒切割磁感線電源內(nèi)部由負極流向正極引起電動勢導(dǎo)體電阻內(nèi)阻：電源：電流：方向：楞次定律或者右手定則電源：左邊金屬環(huán)BMNacbv例1：如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強磁場中，ab是一段長為l、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計，ac長度為l/2。磁場的磁感強度為B，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為l/2、電阻為R/2的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時緊靠ac，然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑動，滑動中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。MN滑過的距離為l/3時，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？解:１.MN滑過的距離為l/3時，它與bc的接觸點為P，如圖a示：由幾何關(guān)系可知MP長度為l/3，電阻r=R/3BMNacbvP圖aMP中的感應(yīng)電動勢為E=Blv/3等效電路如圖b示：ErR/32R/3cMPab圖bMacP和MbP兩電路的并聯(lián)電阻為r并=2R/9由歐姆定律，PM中的電流ac中的電流Iac=2I/3即根據(jù)右手定則，MP中的感應(yīng)電流的方向由P流向M，所以Iac電流的方向由a流向c。小結(jié)解決問題的方法、步驟：(1)找到“等效電源”，分清內(nèi)外電路和內(nèi)、外阻大小(2)必要時畫出等效電路圖(3)運用閉合電路歐姆定律進行相關(guān)計算練習(xí)：如圖,邊長為L均勻的正方形金屬框架abcd總電阻為R，框架以速度v向右勻速平動，經(jīng)過磁感強度為B的勻強磁場。求下列三種情況ab之間的電勢差。(1)只有ab進入磁場。(2)線框全部進入磁場。(3)只有ab邊離開磁場。(1)Uab=3BLv/4(2)Uab=BLv(3)Uab=BLv/4abcdv

二、磁場中運動導(dǎo)體的動態(tài)分析練習(xí)2:如圖所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦。(1)畫出運動后的某時刻導(dǎo)體桿的受力圖；(2)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時的加速度的大小；(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值。解（1）：解（2）：解（3）：BNmgFBθ小結(jié)：解決這類問題的關(guān)鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等基本思路：確定電源(E,r)受力分析運動狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)感應(yīng)電流運動導(dǎo)體所受的安培力練習(xí)：如圖所示,豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L,上端串有電阻R(其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計)。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌接觸良好,不計摩擦，從靜止釋放后ab保持水平而下滑，試求ab下滑的最大速度vm。Ra

m

Lb

你能從能的轉(zhuǎn)化和守恒角度求解vm嗎？例1：如圖示：質(zhì)量為m、邊長為a的正方形金屬線框自某一高度由靜止下落，依次經(jīng)過B1和B2兩勻強磁場區(qū)域，已知B1=2B2，且B2磁場的高度為a，線框在進入B1的過程中做勻速運動，速度大小為v1

，在B1中加速一段時間后又勻速進入和穿出B2，進入和穿出B2時的速度恒為v2，求：⑴v1和v2之比⑵在整個下落過程中產(chǎn)生的焦耳熱aaB2B1解：v2v1mg=B1I1a=B1

2a2v1/R進入B2時I2=(B1-B2)

a

v2/Rmg=(B1-B2)

I2a=(B1-B2)2

a2v2/R∴v1/v2=(B1-B2)2/B12=1/4⑵由能量守恒定律得Q=3mga三、與能量知識的結(jié)合⑴進入B1時I1=B1a

v1/Rh1h2dL

如圖所示，矩形線框的質(zhì)量m＝0.016kg，長L＝0.5m，寬d＝0.1m，電阻R＝0.1Ω.從離磁場區(qū)域高h1＝5m處自由下落，剛?cè)雱驈姶艌鰰r,由于磁場力作用，線框正好作勻速運動.(1)求磁場的磁感應(yīng)強度；

(2)如果線框下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間為t＝0.15s，求磁場區(qū)域的高度h2.

例2h1h2dL121→2，自由落體在位置2，開始做勻速運動，mgFF=BIL=B2d2v/R=mg32→

3勻速運動：t1=L/v=0.05s，t2=t-t1=0.1s43→

4初速度為v、加速度為g的勻加速運動，y=vt2+gt22/2=1.05m∴h2=L+y=1.55m析與解練：如圖所示，正方形閉合線框abcd每邊長0.2m，線框質(zhì)量m=0.1kg，電阻為R=0.1Ω，重物質(zhì)量為M=0.14kg，兩者通過滑輪和細繩相連。水平向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T。當(dāng)重物自某一位置開始下落，線框上升到ad邊進入磁場時，線框開始作勻速運動。不計一切摩擦阻力，求：①線框勻速上升的速度大小；②線框全部進入磁場的過程中線框的發(fā)熱量。m總結(jié)

1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢E，這個電動勢就是電路中的電源。所以，在分析電磁感應(yīng)問題時，首先要考慮感應(yīng)電動勢在一個什么樣的電路中，給電路帶來怎樣的電流分配。在解決電流問題的過程中，就會用到歐姆定律、分流、分壓等規(guī)律。2、感應(yīng)電動勢在電路中引起的感應(yīng)電流，通過電路電阻時，可以發(fā)熱，產(chǎn)