4.4电磁感应定律课程.ppt

6．一个面积S＝4×10－2 m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是(　　) * 产生电动势的那部分导体相当于电源 既然闭合电路中有感应电流，那么这个电路中就一定有电动势。 感应电流的大小与哪些因素有关呢？ 比较下面两个电路，也许能得到启示。 R r E N S R 1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 一、感应电动势 2.产生条件：磁通量发生变化。 若电路没有闭合，只要磁通量发生变化，虽然没有感应电流，但电动势依然存在。 R r E N S R 感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？ 感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势就大。 磁通量的变化快慢可以用磁通量的变化率来表示，则磁通量的变化率越大，感应电动势越大。 实验探讨 N S R 二、电磁感应定律 闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 定律内容 取国际单位则k=1 对n匝线圈 (1)感应电动势的大小与Φ、△Φ的大小无必然联系。 (2)磁通量的变化率是Φ-t图象上某点切线的斜率大小 对电磁感应定律的理解： a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化。此时： b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化。此时： (3)公式的两种变形： 如图（a）所示，一矩形线圈置于磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图（b）所示．则线圈产生的感应电动势的情况不正确的是（　　） A．0时刻电动势最大 B．0时刻电动势为零 C．t1时刻电动势为0 D．t1～t2时间内电动势不断增大 B 例题1 用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈的面积为30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电动势的大小。 解： 在0-4s内有： × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 三、导线切割磁感线时的感应电动势 矩形线框CDMN处在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为l的可动边MN以速度v垂直切割磁感线，求产生的感应电动势 N1 M1 回路在时间Δt内增大的面积为： ΔS=lvΔt 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BlvΔt G N M v C D E=Blv (B、l、v两两垂直) v2 v1 θ v B 若导线的速度v⊥l，但v与B有一个夹角θ 速度v可以分解为两个分量： 垂直于磁感线的分量： v1=vsinθ 平行于磁感线的分量： v2=vcosθ E=Blv1 E=Blvsinθ 产生的感应电动势为： (1)θ为v与B夹角； 说明： (2)v为瞬时速度或者平均速度； v为瞬时速度时，E为瞬时感应电动势，v为平均速度时，E为平均感应电动势。 (3)l为有效长度，它等于导线两端点相连的线段沿垂直于v方向的投影长度。 如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为l的金属棒OA在垂直于磁场方向的平面内绕O点以角速度ω匀速旋转，求金属棒OA上产生的感应电动势。 导体在磁场中转动产生的感应电动势 A O ω E = Blv E = Bl2ω 1 2 感应电动势的方向： 感应电动势的方向就是感应电流的方向，也就是电源内部的电流方向。 例题2 在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为?1，右方机翼末端处的电势为?2，则(　　)?????? D．若飞机从北往南飞，?2比?1高 C．若飞机从南往北飞，?1比?2高 B．若飞机从东往西飞，?2比?1高 A．若飞机从西往东飞，?1比?2高 AC 四、反电动势 如图，直流电动机转动时，线圈内是否也会产生感应电动势？若产生了感应电动势，则感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？ 电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，把它称为反电动势。 反电动势的作用是阻碍线圈转动。若要使线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供能量。这正是电能转化为其他形式能的过程。 若电动机因机械阻力过大而停止转动，这时没有反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。 例题3 如图，用一阻值为R的均匀细导线围成的金属环半径为a，匀强磁场的磁感强度为B，垂直穿过金属环所在平面。电阻为R/2的导体杆AB，沿环表面以