法拉第电磁感应上课.ppt

* * §4.3法拉第电磁感应定律 2)如果图1电路不是闭合的，没有电流，电源的 电动势是否还存在呢？ 电感源应 电 动 势 电动势 3)图2电路不是闭合的，没有感应电流，感应电 动势是否还存在呢？ 存在电动势 存在感应电动势 I 1.电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 2.电路闭合才有感应电流，感应电动势与电路闭合断开无关。 跟磁通量变化快慢有关， 结论 磁通量变化率 感应电动势与感应电流的大小与什么因素有关? 怎么 表示? 感应电动势与磁通量的变化率有关. 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． 法拉第电磁感应定律： 2、数学表达式: 问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每 匝线圈的磁通量相同，E＝？ 注意：Δφ应取绝对值，不涉及正负。 若都取国际单位制中的单位,则K=1,则 问题:1)磁通量大,磁通量的变化一定大吗? 2)磁通量变化大,磁通量变化率一定大吗? 3)某时刻磁通量为0,磁通量变化率也为0吗? 要区分: 磁通量Φ, 磁通量变化量ΔΦ, 磁通量变化率 例1、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。 若此线圈的磁通量每一个秒均匀地 增加2Wb,则感应电动势多少? 例2、导线切割磁感线时的感应电动势． 1)垂直切割时：如图导体棒L以速度向右以v匀速移动t时间 ，这一过程中产生的感应电动势多大？ E＝BLv 问:若将磁场方向改变,如黑板所示, 电动势E还是以上公式? （2）切割方向与磁场方向成θ角时： 例3：在一个光滑金属框架上垂直放置一根长 L=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左 端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁 感强度B=0.1T．用外力使棒ab以速度v=5m／s 右移时，ab棒中产生的感应电动势多少？ 感应电流的大小及方向? 说明： 一般适用于求平均电动势。 E=BLV一般适用于导体棒切割磁感线运动的瞬时电动势的大小。 总结:在求感应电动势的时候,两个公式 有区别吗?应该怎么选择这两个公式? 第二节课 例题: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OO以角速度ω逆时针方向转动。试求: (1)如图位置时,线圈中产生的感应电动势; (2)线圈转过1/4周过程中的平均感应电动势。 c B d O O a b ω 这个过程中，通过线圈横截面积的 电荷量Q与E什么关系？ Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 例题:单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化规律如图，则( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻E为零 C、线圈中D时刻E最大 D、线圈中0到D时间内平均 感应电动势为0.4V ABD 例题:宽为L=0.4m的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的B=0.5T匀强磁场中,图中R = 0.4Ω。金属棒的电阻为r= 0.1Ω.在外力F作用下向右匀速，电路中的电流为2A. 求：（1）电流的方向?（2）导体棒的速度? （3）导体棒两端的电压多少? （4）导体棒到的安培力多少,方向如何? （5）外力F＝？外力的功率多少？ I a b R 小结：外力做正功，安培力做负功，即外力克服安培力做功，把机械能转化为电能，最终消耗在电路中，转化为内能。 例题：长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。 ω A O A 例题:用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的1/3放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b两点电势差Uab是多少？ 电动机 发电机 电能转化为机械能 机械能转化为电能 *