吉林省长市第五中学高三物理 法拉第电磁感应定律课件.ppt

高三物理总复习 法拉第电磁感应定律 高三物理课件 一 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 2 公式 3 说明 二 导体切割磁感线产生感应电动势 设线框可动部分ab为l 以垂直于ab的速度v向右匀速运动在 t时间内由ab到a b 求ab产生的感应电动势 高三物理课件 e blv 1 公式中的b l v三者必须两两垂直 2 公式中的l为有效直长度 3 v为l相对b的速度 说明 高三物理课件 三 公式e blvsina的运用及注意事项1 此公式中a为速度与磁场平面间的夹角 在v垂直于b 也垂直于l 且l也垂直于b时 可简化为e blv 2 此公式一般用于匀强磁场 或导体所在位置的各点b均相同 且导体各部分的速度均相同的情况 若切割速度v不变 则e为恒定值 若切割速度为瞬时值 则e为瞬时电动势 该公式即可求平均电动势 也可求瞬时电动势 高三物理课件 3 若导体棒绕某一固定转轴切割磁感线时 虽然棒上各点的切割速度并不相同 可用棒中点的速度等效替代切割速度 常用公式e blv中 4 公式中的l为有效切割长度 即垂直于b 垂直于v且处于磁场中的直线部分长度 此公式是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的导出式 高三物理课件 2 e blv 2 v为即时速度时 e为即时感应电动势 3 e的大小与电路是否闭合无关 闭合时有电流产生 不闭合时只有感应电动势产生 高三物理课件 高三物理课件 课上练习 1 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的规律如图所示 则 a 线圈中0时刻感应电动势最大b 线圈中d时刻感应电动势为0c 线圈中d时刻感应电动势最大d 线圈中0至d时间内平均感应电动势为1 4v ab 高三物理课件 2 ab两闭全线圈为同样导线绕成且为10匝 半径为ra 2rb 内有如图12 3 2所示的有理想边界的匀强磁场 若磁场均匀地减小 则a b环中感应电动势之比ea eb 主生长感应电流之比ia ib 1 1 1 2 高三物理课件 3 将一个面积为s 总电阻为r的圆形金属环平放在平面上 磁感应强度为b的匀强磁场竖直向下 当把环翻转1800的过程中 流过环某一横截面的电量为 2bs r 解析 高三物理课件 4 直接写出图12 3 3所示各种情况下导线ab两端的感应电动势的表达式 b l 已知 e blvsin e 2brv e brv 5 如图12 3 5所示 边长为a的正方形闭合线框abcd在匀强磁场中绕ab边匀速转动 磁感应强度为b 初始时刻线框所在面与磁感线垂直 经过时间t转过1200角 求 1 线框内感应电动势在t时间内的平均值 2 转过1200角时 感应电动势的瞬时值 高三物理课件 解析 1 设初始时刻线框朝纸外的一面为正面时 此时刻磁通量磁能量 1 ba2 磁感线从正面穿入 t时刻后 磁通量 2 1 2 ba2 且此时刻磁通量的变化量应当是 1 2 而不是 1 2 学生可比较一下转过1200与转过600时的区别 e t求出平均电动势 e 3ba 2t 2 计算感应电动势的瞬时值要用公式e blvsin 且 1200 v2 2 a 3t e a2 3t 高三物理课件 6 如图12 3 7所示 abcd是一个固定的u型金属框架 ab和cd边都很长 bc边长为l 框架的电阻可不计 ef是放置在框架上与bc平行的导体杆 它可在框架上自由滑动 无摩擦 它的电阻为r 现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场 磁感应强度为b 方向垂直于纸面向里 已知以恒力f向右拉导体ef时 导体杆最后匀速滑动 求匀速滑动时的速度 高三物理课件 解析 当导体杆向右滑动时 通过回路efcb的磁通量将发生变化 从而在回路中产生感应电动势e和感应电流i 设导体杆做匀速运动时的速度为v 根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知 e blv i e r 而磁场对导体杆的作用力为f安 bli 且有f f安 解得匀速滑动时的速度为 v fr b2l2 高三物理课件 7 如图12 3 8所示 长都为l的金属棒oa ob和圆弧组成闭合回路 磁感应强度为b的匀强磁场和回路所在平面垂直 保持棒oa和圆弧不动 将棒ob绕o点以角速度 顺时针转动 b端一直与圆弧接触 求ob棒上感应动势的大小 高三物理课件 解析 方法一 在 t时间内ob扫过的面积 s r2 t 2 回路中磁通量的变化量 b s t 再由求出感应电动势e b r2 2 方法二 可以将ob看做是切割磁感线运动 切割速度为其中点速度v