法拉第电磁感应定律-上课.ppt

人教版选修3-2物理第四章第四节 法拉第电磁感应定律 邹城市第一中学 张珍 邮箱：zz372925@163.com ⒈在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。 一、感应电动势 N S G 甲 乙 说明 ①电路中有感应电动势，不一定有感应电流； ②电路中有感应电流，一定有感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就是电源。(如图中的螺线管) 一、感应电动势 （E） §3. 法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2．磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量变化 磁通量变化快慢 磁通量 一、感应电动势 （E） §3. 法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2．磁通量变化越快，感应电动势越大。 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。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: (K是一个常数) (n为线圈的匝数) 一、感应电动势 （E） §16.2 法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 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。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: (n为线圈的匝数) 2.数学表达式: 平均磁通变化率 平均感应电动势 例：如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？线圈某一横截面内通过的电荷量是多少？ 解析： 巩固练习： √ 1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则： A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势 三、重要的推论 如图所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，求产生的感应电动势。 回路在时间t内增大的面积为： ΔS=LvΔt 解： 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 v θ B V2 V1 =Vsinθ 若导体斜切磁感线 当速度v与磁感应强度B不垂直时，可将B分解为平行于速度分量B||（对感应电动势无贡献），垂直于速度分量B?，则感应电动势： I B|| B B? v ?为B、v之间的夹角 感应电动势 L v B 公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁感线的有效长度。 例题1 如图，设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒ab的长度为L,以速度v在导轨上向右匀速运动。求此时a、b两点间的电势差。已知导轨的总电阻为R,导体棒ab的电阻为r。 a b v R 在上题中，导体棒ab的质量为m。若开始导体棒ab在导轨上静止，用一水平向右的恒力F拉导体棒，使它向右运动，试分析导体棒的受力情况、运动情况。求出导体棒运动的最大速度。 a b F V 例题2 a b F 运动分析： F F安 水平方向受力分析： F合=F－ F安 v I F合 a a=0? N Y Vm 当F=F安时，a=0, 此时导体棒最大速度为: B G F安 N 当mgsinθ =F安时，a=0,此时导体棒最大速度为: 拓展 如图所示，长为 的金属杆OA绕过O点垂直于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速度为ω。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B，磁场范围足够大。求OA杆产生感应电动势的大小。 解析： 由于OA杆是匀速转动，故OA产生的感应电动势是恒定的，其平均值与瞬时值相同，求感应电动势的两个公式均可以用。 O 例题3 ω A B C R O 例4：如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之 间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计）， 若使OC以角速度ω匀速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ （3）流过电阻R的电流I为多少？ 如图所示，边长为a的正方形金属线圈绕通过OO′轴，以角速度ω做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，求下列情况的平均感应电动势 1）线框从图示位置转过900 2）线框从图示位置转过1800 3）线框从图示位置转过300 【例题5】线框在磁场中的转动 o O’ 四.反电动势 1.既然线圈在磁场中转动，线圈中就会产生感应电