高物理法拉电磁感应定律(新人教版选修).pptVIP

* 4 法拉第电磁感应定律 知识点 1 感应电动势 1．感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电 动势，而产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 2．产生的条件：不论电路闭合与否，只要穿过它的磁通量 发生变化，就会产生感应电动势；如果电路闭合，电路中就有 感应电流． 既不表示磁通量的大 小，也不表示变化的多 少，在Φ－t 图象中用图 线的斜率表示 开始和转过 180°时平面 都与磁场垂直，穿过平 面的磁通量是不同的， 一正一负，ΔΦ＝2BS， 而不是零 若某个面有方向相反的 磁场穿过，则不能直接 用Φ＝BS⊥ ，应考虑相反 方向的磁通量相互抵消 以后所剩余的磁通量 注意 ΔΦ＝Φ2－Φ1，ΔΦ＝BΔS 或ΔΦ＝SΔB Φ＝BS⊥ ，S⊥为与 B 垂直的面积 大小 计算 表示穿过某一面积的磁 通量变化的快慢 表示在某一过程中穿过 某一面积磁通量变化的 多少 表示某时刻或某位置时 穿过某一面积的磁感线 条数的多少 物理 意义 磁通量变化率 磁通量变化量ΔΦ 磁通量Φ 知识点 2 法拉第电磁感应定律 知识点 3 导体切割磁感线的感应电动势 1．一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动 势的计算公式 (1)E＝BLv(B⊥L 、v⊥L 、v⊥B)． (2)E＝BLvsin θ (不满足两两互相垂直，比如：B⊥L 、v⊥L 、v 与 B 有夹角θ)． (3)如果 BLv 中任意两个量平行，则导体在磁场中运动时不切割 磁感线，E＝0. 2．反电动势：通电导体在磁场力的作用下运动时切割磁感线产 生的感应电动势，削弱电源电动势作用，叫做反电动势．电源电动势 正是克服这个电动势，使得导体运动，将电能转化为其他形式的能． 公式 E＝n 和 E＝BLvsin θ是统一的，当Δt→0 时，E 为瞬时感应电动势， 而公式 E＝BLvsin θ中的 v 若代入平均值，则求出的 E 为平均感应电动势 联 系 由于是一部分导体切割磁感线的运动 产生的，该部分就相当于电源 由于是整个回路的感应电动势，因此 电源部分不容易确定 求的是回路中一部分导体切割磁感线 时产生的感应电动势 求的是整个回路的感应电动势．整个 回路的感应电动势为零时，其回路中 某段导体的感应电动势不一定为零 求的是瞬时感应电动势，E 与某个时 刻或某个位置相对应 求的是Δt 时间内的平均感应电动势， E 与某段时间或某个过程相对应 区 别 E＝BLvsin θ 【例 1】如图 4－4－1 所示，有一夹角为θ的金属角架，角 架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为 B，方向与 角架所在平面垂直，一段直导线 ab，从角顶 c 贴着角架以速度 v 向右匀速运动，求： 图 4－4－1 (1)t 时刻角架的瞬时感应电动势； (2)t 时间内角架的平均感应电动势． 解：(1)导线ab 从顶点c 向右匀速运动，切割磁感线的有效 长度 de 随时间变化，设经时间 t，ab 运动到 de 的位置，则 de＝cetan θ＝vttan θ t 时刻的瞬时感应电动势为 E＝BLv＝Bv2ttan θ. (2)t 时间内平均感应电动势为 1．(双选)如图 4－4－2 所示，长为 L 的直导线 ab 放在相 互平行的金属导轨上，导轨宽为 d，导线 ab 运动的速度为 v， 方向垂直于磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面 ) BD 向外，ab 与导轨的夹角为θ，则回路中的电动势为( 图 4－4－2 A．BLv B．BLvsin θ C．Bdvsin θ D．Bdv 的应用 题型1 公式 E＝n ΔΦ Δt 【例 2】如图 4－4－3 甲所示，圆形线圈 M 的匝数为 50 匝，它的两个端点 a、b 与理想电压表相连，线圈中磁场方向如 图，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则 ab 两点的电势高 低与电压表读数为( ) 图 4－4－3 A．ΦaΦb，20 V C．ΦaΦb，20 V B．ΦaΦb，10 V D．ΦaΦb，10 V 解析：由题意可知，线圈 M 的磁场的磁通量随时间均匀增 加，则 E＝n ΔΦ Δt ＝50× －2 8×10 0.4 V＝10 V．由楞次定律可知，此 时感应电流的磁场与原磁场反向，由右手螺旋定则可以看出， 此时 a 点的电势较高． 答案：B 2．如图 4－4－4 所示，半径为 r 的金属环绕通过某直径的 轴 OO′，以角速度ω做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B， 从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过 30° 角的过程中圆环产生的电动