法拉第电磁感应定律.PPT

第四章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小比较甲、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（电源）有电源就有电动势1.感应电动势：在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就相当于电源。一、感应电动势2．感应电动势与感应电流的关系：．①有感应电流一定存在感应电动势；IV②有感应电动势不一定存在感应电流。（要看电路是否闭合）3.感应电动势的大小跟哪些因素有关？（1）部分导体切割磁感线（2）条形磁铁穿插螺线管（3）通电螺线管穿插螺线管感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关。导线运动的速度越快,产生感应电流越大；磁铁插入的速度越快，感应电流就越大。结论:二、法拉第电磁感应定律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的变化率成正比。tΦEtΦnE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:n为线圈的匝数表示磁通量变化的快慢弄清：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.Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的区别：①磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：②垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：4.应用:用公式求E的几种常见情况：tΦnEtSBntBSBSnE12tBSntSBSBnE＝12③如果B、S都变化呢？tSBSBntnE112212＝－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。25V16V1.6V三、导体切割磁感线运动时的电动势导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求:产生的感应电动势。ab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔStΦE=BLvΔtttBLvBLvEV是相对于磁场的速度1、V⊥B，V⊥L，L⊥B——两两垂直平均值或瞬时值L应为有效长度分析：θvB找有效速度sinBLvBLvE1（θ为v与B夹角）2、V∥B，V⊥L，L⊥BvB3、V与B成角，V⊥L，L⊥BE=0sinvvcosvv∥LvB找有效长度。4、V⊥B，L⊥B，导体棒不是直线求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大？E=BLv如下图所示，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。ωAOA'221LBE5、导体棒转动四、对比两个公式tnEsinBLvE求平均感应电动势△t近于0时，E为瞬时感应电动势求平均感应电动势,v是平均速度求瞬时感应电动势，v是瞬时速度1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2AtEV2REIA2不变！不变！VVt5.01.010.015.0VtnE100AREI22、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。STsTtB/005.0/401.003.0VtBSt5105.1VtnE3105.1AREI31033、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈总电阻为R=0.5Ω，单匝线圈的面积为30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。tERttRtIqWbBS001.0CRq01.0RtREI4、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？斜率表示Φ的变化率5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）A.线圈中0时刻感应电动势为0B.线圈中0时刻感应电动势最大C.线圈中D时刻感应电动势为0D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势6.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？BEnnStt450100201010V100.1991EIARrmgd/nq7.两块水平放置的板间距为d，用导线与一n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两板间有一质量为m、带电量为＋q的油滴恰好静止，则线圈中的磁通量的变化率是多少？A××××××××××R2VBR1VBLvE5.1AREI5.011AREI25.0228.如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。9.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动变速10.如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求：（1）ab间感应电动势。（2）ab间的电压。（3）保证ab匀速运动，所加外力F。（4）在2秒的时间内，外力功；ab生热；电阻R上生热。(1)EBLV(2)BLVRURr22(3)BLVFRr2222(4)BLVWRr2222)(2rRrVLBQab2222)(2rRRVLBQRωABCRO11.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？导体棒OC221rBE221BrRI1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机。V此电动势阻碍电路中原来的电流.故称之为反电动势。五、反电动势1.作用：削弱了电源电流,阻碍线圈的转动.2.能量转化：线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为机械能。3.说明：①正因为反电动势的存在,所以对电动机而言,欧姆定律不成立。②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。结束