第04节法拉弟电磁感应定律.ppt

1、,法拉第电磁感应定律,利用磁场产生电流的现象,问题1：什么叫电磁感应现象？,问题2：产生感应电流的条件是什么？,复习：,闭合电路中的磁通量发生变化,问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同,既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势,产生电动势的那部分导体相当于电源,1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.,闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势.,一、感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.,2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。,3、感应电动势与感应电流： 只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,

2、电路中就有感应电流.,磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.,问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？,变化的快慢不同,都发生了变化,都产生了E(I),产生的E(I)大小不等,分析归纳：,1、 2、 3、,变化,产生E,产生I,总电阻一定时，E越大， I越大，指针偏转越大。,磁通量变化越快，感应电动势越大。,磁通量的变化快慢,越大?,磁通量的变化率,二、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。,1.内容:,注意：公式中取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。,2.公式:,n

3、为线圈的匝数,问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?,问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?,(可以类比速度、速度的变化和加速度.),磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).,思考与讨论,3、理解:、/t的意义,1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,SS2-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,BB2-B1,此时：,4、应用:用公式 求E的二种常见情况：,（感生电动势）,（动生电动势）,1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( )

4、 A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大,D,注意:感应电动势E与、 /t的关系,课堂训练,2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则：( ) A线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C线圈中的感应电动势始终是2 V D线圈中不产生感应电动势,C,课堂训练,3.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的（ ） A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大 B

5、.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大,B,4.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。 5.一个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。 6.一个匝数为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。,25V,16V,1.6V,回路在时间t内增大的面积为：,S=Lvt,产生的感应电动势为：,穿过回路的磁通量的变化为：,=BS,=B

6、Lvt,（V是相对于磁场的速度）,三、导体切割磁感线时的感应电动势,如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势,V1,V2,若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线),注意：,2、导线的长度L应为有效长度,1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0,3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值),L,为v与B夹角,三、导体切割磁感线时的感应电动势,匀强磁场,v 、B、L两两垂直,三、导体切割磁感线时的感应电动势,思考题,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？,7.如图，半径为r的金

7、属环绕通过某直径的轴00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900角的过程中，环中产生的电动势的 平均值是多大?,8.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00以角速度由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势. (2)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势,的区别和联系？,1.求的是平均感应电动势, E和某段时间或某个过程对应； 求的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应.,2.求出的是整个回路的感应电动势； 求出的是某部分导体的电动势。回路中

8、感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。,1、区别：,(1)公式中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势,(2)公式中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。,2、联系：,公式和公式是统一的.,1.既然线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势.感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动?,电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动.,-反电动势,2.电动机由于机械故障停转,要立即切断电源.,/10-2Wb,t/s,A,B,D,0,1,2,0.1,9.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁

9、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时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应 电动势为0.4V,ABD,斜率表示的变化率,10.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成角，求金属棒ab产生的感应电动势。,E=BLVsin,11.如图,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匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.,12.如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架

10、平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求： (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小,E=BLv=0.80V,13.如图,有一匀强磁场B=1.010-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？,14.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),15.如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。试求： (1)两次线圈中的平均感应电动势之比? (2)两次线圈中 电流之比? (3)两次通过线圈 电荷量之比? (4)两次在R中产生 热量之比?,16.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=3.0的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0,与导轨接触