4节：cjie--法拉第电磁感应定律.ppt

12、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。试求:(1)线圈中产生感应电动势的最大值; (2) 线圈转过1/4周的过程中的 平均感应电动势。 (3) 设线圈的总电阻为R，线圈 转过1/4周的过程中通过某一截面的电量。 c B d O O a b ω 情况二：S变化----导体作切割磁感线运动 13,如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动. (1)ab中的电流多大? ab两点间的电压多大? (2)维持ab做匀速运动的外力多大? (3)ab向右运动1m的过程中, 外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少? R B r P M N a Q b v WF=0.1J I=0.5A F=0.1N Q=0.1J U=1.5V 情况二：S变化----导体作切割磁感线运动 * * * * §4.4 法拉第电磁感应定律 问题：试从本质上比较甲、乙两电路的异同 乙 甲 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管 （相当于电源） 而产生电动势的哪部分导体就相当于电源。 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 一、感应电动势 （E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势。 Φ变化 产生E 产生I 总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。 Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 探究影响感应电动势大小的因素 问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 从条件上看 从结果上看 相同 不同 都产生了I 产生的I大小不等 小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大 说明：规定磁通量的变化快慢用磁通量的变化率来描述，即可 表示为 实验检验 实验一：导体切割磁感线 实验二：开关断开或闭合的瞬间，比移动滑动变阻器的滑片比较 实验二中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时 大，I感大，E感大。 实验一中，导体棒运动越快， 越大， I感越大，E感越大。 结论总结 实验结论: 越大，E感越大，即感应电动势的 大小完全由磁通量的变化率决定。 二、法拉第电磁感应定律 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。 1.内容: 注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。物理量都取国际单位 2.公式: 3.推论： 当有N匝线圈时 适用于闭合或不闭合回路的平均感应电动势 弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？ 2、磁通量变化大，电动势一定大吗？ ? 物理意义 与感应电动势关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 产生感应电动势的条件 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢 决定感应电动势的大小 1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 法拉第电磁感应定律的理解 磁通量变化得快，感应电动势就大 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： 2、用公式 求E的二种常见情况： 法拉第电磁感应定律的理解 3.区分感应电流与感应电动势 产生的条件不同： 回路的磁通量发生变化，此回路一定存在感应电动势 闭合回路的磁通量发生变化，则有感应电流。外电路感应电流方向是由高电势流向低电势；内电路由低电势流向高电势。 感应电动势是由磁通量的变化率决定； 感应电流由该回路的感应电动势ε和该回路的电阻R共同决定。 返回 1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.07Wb。求线圈中的感应电动势。 3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直