吉林省长市第五中学高三物理 电磁感应第2课时 法拉第电磁感应定律课件.ppt

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。只有当电路闭合时才有感应电流。若电路不闭合，虽没有电流，但只要磁通发生变化，感应电动势依然存在。因此感应电动势更能反映电磁感应的本质。,一、感应电动势,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。2、公式：3、说明：磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率/t的意义不相同。,磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率/t的比较,某一时刻磁通量为零，感应电动势e一定为零吗？,公式本应为ek/t，式中k为比例常数，当e、t都取国际单位时，k1，所以有e/t。若线圈有n匝，则相当于n个相同的电动势串联，所以整个线圈中的电动势为en/t。公式中的e是在时间间隔t（t到tt）内的平均值。当t很小时，e可以看作在时刻t的瞬时值。若磁通量均匀变化，则电动势的平均值与瞬时值没有区别。,试推导：1wb/s=1v,试回忆平均速度、瞬时速度，平均加速度、瞬时加速度，平均功率、瞬时功率的意义,4.推论：电阻为r，匝数为n的闭合线圈，其磁通量的变化为时，则流过线圈的电量为,三、动生电动势,3.公式：,公式适用于匀强磁场，直导线既垂直于磁感应强度b，又垂直于速度v。式中是b与v的夹角。bsin可看作b在垂直于v方向上的分量b，vsin可看作v在b方向上的分量v。,2.非静电力：洛仑兹力动生电动势1.swf动生电动势2.swf,1.动生电动势：磁场恒定，导体做切割磁感线运动而产生的电动势,试推导之,洛伦兹力做功吗？,结论：洛伦兹力不做功,4.公式e=n/t与e=blvsin的比较,研究对象不同：公式e=n/t的研究对象是整个回路，而公式e=blvsin研究对象是磁场中运动的一段导体。,物理意义不同：e=n/t求得是t时间内e的平均值，只有当t0时，e才为瞬时值。而在公式e=blvsin中，若v是某时刻的瞬时值，则e也是该时刻的瞬时值；若v为平均值，则e也为平均值。,整个回路的感应电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势也一定为零吗？,公式e=blvsin和公式e=n/t本质上是统一的。前者是后者的一种特例。当导体做切割磁感线运动时，用eblvsin计算比较方便；当磁感应强度发生变化时，用e=n/t比较方便。,四、感生电动势,1.感生电动势：变化的磁场会在空间激发感生电场，由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势。,2.非静电力：感生电场力感生电场.swf,3.计算：法拉第电磁感应定律,4.应用：电子感应加速器,试比较感生电场与静电场（基本特性、来源、电场线）,有条件吗？,电子感应加速器结构,感生电场力使电子加速；洛仑兹力提供向心力,电子感应加速器.swf,1.（05辽宁）如图，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计。mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对mn施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令u表示mn两端电压的大小，则（）a、流过固定电阻r的感应电流由b到db、流过固定电阻r的感应电流由d到bc、流过固定电阻r的感应电流由b到dd、流过固定电阻r的感应电流由d到b,a,2.（05全国）如图，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是（）,b,3.（06天津）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度b随时间t如图2变化时，图3中正确表示线圈感应电动势e变化的是（）,a,4.（07天津）两根光滑的长直金属导轨导轨mn、mn平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，m、m处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为r，电容器的电容为c。长度也为l、阻值同为r的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为b、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为q。求：（1）ab运动速度v的大小；（2）电容器所带的电荷量q.,（1）设ab上产生的感应电动势为e，回路中电流为i，ab运动距离s所用的时间为t，则有：e=blv，i=e/4r，t=s/v，q=i2(4r)t由上述方程得：（2）设电容器两极板间的电势差为u，则有：u=ir电容器所带电荷量q=cu解得,解答,5.（00上海）如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为。（1）若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从时刻起，磁