高中物理 4.4法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教版選修3-2.ppt

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法拉第電磁感應(yīng)定律 K 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 實驗回顧 磁通量 磁通量變化 磁通量變化率與電磁感應(yīng)的關(guān)系 一 感應(yīng)電動勢 E 3 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小 1 定義 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 2 磁通量變化越快 感應(yīng)電動勢越大 磁通量變化 磁通量變化快慢 磁通量 一 感應(yīng)電動勢 E 3 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小 1 定義 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 2 磁通量變化越快 感應(yīng)電動勢越大 電路中感應(yīng)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(yīng)定律 1 內(nèi)容 K是一個常數(shù) n為線圈的匝數(shù) 一 感應(yīng)電動勢 E 16 2法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小 電路中感應(yīng)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(yīng)定律 1 內(nèi)容 平均磁通變化率 平均感應(yīng)電動勢 例 如圖所示 一個50匝的線圈的兩端跟R 99 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1 磁感應(yīng)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(nèi)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2Wb 則 A 線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2VB 線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2VC 線圈中的感應(yīng)電動勢始終是2VD 線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)強度是B ab以速度v勻速切割磁感線 求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 回路在時間t內(nèi)增大的面積為 S Lv t 解 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 穿過回路的磁通量的變化為 B S BLv t V2 V1 Vsin 若導體斜切磁感線 當速度v與磁感應(yīng)強度B不垂直時 可將B分解為平行于速度分量B 對感應(yīng)電動勢無貢獻 垂直于速度分量B 則感應(yīng)電動勢 為B v之間的夾角 感應(yīng)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(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)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(zhì)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mgsin 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(zhuǎn)動 角速度為 一勻強磁場垂直于紙面向里 磁感應(yīng)強度為B 磁場范圍足夠大 求OA桿產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小 解析 由于OA桿是勻速轉(zhuǎn)動 故OA產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定的 其平均值與瞬時值相同 求感應(yīng)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(yīng)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 勻速轉(zhuǎn)動 試求 1 圖中哪部分相當于電源 2 感應(yīng)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 做勻速轉(zhuǎn)動 勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B 求下列情況的平均感應(yīng)電動勢1 線框從圖示位置轉(zhuǎn)過9002 線框從圖示位置轉(zhuǎn)過18003 線框從圖示位置轉(zhuǎn)過300 例題5 線框在磁場中的轉(zhuǎn)動 o O 四 反電動勢 1 既然線圈在磁場中轉(zhuǎn)動 線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 感應(yīng)電動勢加強了電源了產(chǎn)生的電流 還是削弱了它 是有得于線圈的轉(zhuǎn)動 還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動 電動機轉(zhuǎn)動是時 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢總要削弱電源電動勢的作用 阻礙線圈的轉(zhuǎn)動 反電動勢 2 電動機由于機械故障停轉(zhuǎn) 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(zhuǎn)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(yīng)電動勢最大B 磁通量最小 磁通量變化率最大 感應(yīng)電動勢最大C 磁通量最大 磁通量變化率最小 感應(yīng)電動勢最大D 磁通量最小 磁通量變化率最小 感應(yīng)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(yīng)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 Brv 2R Br2 R 2Brv R 應(yīng)用舉例 例1 如圖所示為穿過某線路的磁通量 隨時間t變化的關(guān)系圖 試根據(jù)圖說明 1 穿過某線路的磁通量 何時最大 何時最小 2 t何時最大 何時最小 3 感應(yīng)電動勢E何時最大 何時最小 注意區(qū)分幾個物理量 t E只與 t有關(guān) 而與 無關(guān) 思考與討論 如圖所示 長度都是L 質(zhì)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(yīng)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(zhì)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