4.3 法拉第电磁感应定律.ppt

4.3 法拉第电磁感应定律 注意： 1、E=BLV，只适用于B、L、V三者相互垂直的情况。 2、 E=BLVsinθ中的θ可以为B、V两个量之间的夹角。 3、E=BLVsinθ中的L是指切割磁感线的有效长度． 例4：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，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R＝ 3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝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上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。 （1）a b中的电流大? a b两点间的电压多大？ （2）维持a b做匀速运动的外力多大？ （3）a b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？ 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。 * 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）. 闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势.有电动势不一定有电流。 一、感应电动势 产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 2、产生感应电动势的条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。 3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流. 磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质. 4、决定感应电动势大小的因素 切割快 插入快 滑动快 感应电动势 E大 磁通量变化快 Δφ / Δ t大 感应电流大 感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化的快慢（即磁通量的变化率的大小 Δφ / Δ t ）决定。 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比． 二、法拉第电磁感应定律： 2、数学表达式 （注意单位） 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 ? 物理意义 与电磁感应关系 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 3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 问题：磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ （可以类比速度、速度的变化和加速度。） 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。 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0.09Wb。求线圈中的感应电动势。 3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 25V 16V 1.6V 例4：半径为r、电阻为R的金属环通过某直径的轴OO’以角速度ω做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过30o的过程中。求： (1)环中产生的感应电动势的平均值是多大？ (2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？ (1)金属环在转过30o的过程中，磁通量的变化量 (2)由于E＝ΔΦ/Δt，I＝E／R，I＝Q／Δt， 所以 例5：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？ 解析： 三、导体作切割磁感线运动 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 a b × × × × × × × × × × × × × × × × ×