高中物理 15《法拉第电磁感应定律的应用 一）》课件 粤教版选修

1、1.5 法拉第电磁感应定律 的应用（一）,一、感应电动势,1感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源 2感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势,2法拉第电磁感应定律：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,公式表示：,当E、 、 t 都取国际单位时，k =1， 所以有：,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,3法拉第电磁感应定律的应用导体做切割磁感线运动,（1）垂直切割时：如图所示，导体由a

2、b匀速移动到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：,（2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：,对切割有贡献,对切割无贡献,所以：,所以可知：,导线切割磁感线时产生的电动势的大小，跟磁感强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin成正比,例题1：,长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差,解析：,ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可,棒上各处速率不等，不能直

3、接用E=BLv来求，但棒上各点的速度v= r与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算：,例题2、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO以角速度作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？,分析：根据金属环在磁场中转动的始末位置穿过环的磁通量1和2以及完成这一变化所用时间t，就可以求出环中产生的感应电动势,例题3、如图所示把线框abcd从磁感应强度为的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ab边垂直向右，速度的大小为v，线圈的边长为L，每边的电阻为r，问，线圈在运动过程中，ab两点

4、的电势差为多少？,当线框abcd 整个在磁场的时候，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，ab和cd两边切割磁感线，等效电路图如图2所示： Uab=E=BLv 当cd边离开磁场，ab边切割磁感线，ad，bc，cd边的电阻属于外阻，等效电路图如图3所示： Uab=E-Ir=BLv-Ir,当线框abcd 整个在磁场的时候：Uab=E=BLv 当cd 边离开磁场的时候：Uab =3BLv/4,电动式,发电式,阻尼式,一、单棒问题,运动特点,最终特征,a逐渐减小的减速运动,静止,a逐渐减小的加速运动,匀速,a逐渐减小的加速运动,匀速,基本模型,I=0 (或恒定),I 恒定,I=0,画等效电路,二、含容式单棒问题,放电式,无外力充电式,运动特点,最终特征,基本模型,有外力充电式,a逐渐减小的加速运动,匀速运动,I0,a逐渐减小的减速运动,匀速运动,I0,匀加速运动,匀加速运动,I 恒定,三、无外力双棒问题,运动特点,最终特征,基本模型,杆1做a渐小的加速运动,杆2做a渐小的减速运动,v1=v2,I0,无外力等距式,杆1做a渐小的减速运动,杆2做a渐小的加速运动,无外力不等距式,a0,I0,L1v1=L2v2,四、有外力双棒问题,运动特点,最终特征,基本模型,有外力不等距式,杆1做a渐小的加速运动,杆