高二物理选择性必修二2.2法拉第电磁感应定律第2课时

第2课时

2.2法拉第电磁感应定律第二章

电磁感应导线切割磁感线时的感应电动势BvMNDC××××××××××××××××××××××××××××××L根据法拉第电磁感应定律，只要知道磁通量的变化率，就可以算出感应电动势。一种情况是，导线做切割磁感线运动而使磁通量变化，这时法拉第电磁感应定律可以表示为一种更简单、更便于应用的形式。导线切割磁感线时的感应电动势BvMNDC××××××××××××××××××××××××××××××N1M1L如图所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为L，它以速度v向右运动，在△t时间，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中线框的面积变化量是ΔS＝LvΔt穿过闭合电路的磁通量的变化量则是ΔΦ＝BΔS＝BLvΔt根据法拉第电磁感应定律由此求得感应电动势E＝BLV导线切割磁感线时的感应电动势如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ，速度V可以分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1＝vsinθ平行于磁感线的分量v2=vcosθ切割磁感线，产生的感应电动势为E＝BLV1不切割磁感线由于v1=vsinθ因此E＝BLvsinθ思考与讨论如图，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？以上讨论不必考虑自由电荷的热运动。×××××××××××××××××××××××××BvLDC×××××××××××××××××××××××××BvLDC++++图中导体棒运动会产生感应电动势，如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫作动生电动势。RBrPMNaQbvF安图中导体切割磁感线时会产生感应电流，导体棒在运动过程中会受到安培力的作用。安培力的方向与推动导体棒运动的力的方向是相反的。这时即使导体棒做匀速运动，推力也做功。如果没有推力的作用，导体棒将克服安培力做功而消耗本身的机械能。1如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLVsinθ练吧2如图，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，初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直，经过t时间转过1200角，求：（1）线框内感应电动势在时间t内的平均值.（2）转过1200角时感应电动势的瞬时值.3Ba2/(2t)练吧ACBD3如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.(1)ab中的电流多大?ab两点间的电压多大?(2)维持ab做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V练吧ωAOA'4如图当导体棒各部分切割磁感线速度不同时，取平均速度。当导体棒绕O点以角速度ω匀速转到时产生的感应电动势的大小练吧5有一面积为S＝100cm2的金