法拉第电磁感应定律的应用.ppt

1、第5节 法拉第电磁感应定 律的应用,知识回顾:,感应电动势的有无取决于:,感应电动势的大小取决于:,磁通量是或变化,磁通量的变化率的快慢,法拉第电磁感应定律:,(n为线圈的匝数),E求解,重要的推论:,（为v与B夹角）,通常计算平均感应电动势,多用于计算瞬时感应电动势,例1:如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 ，电阻为1，满足下列情况下时,求线圈磁场所产生的感应电动势E?,通过电阻R的电流又各为为多少？,（1）磁感应强度以10Ts的变化率均匀增加,（2）磁感应强度随时间变化满足以下关系: B=(10+10t)T,（3）磁场的磁

2、感应强度随时间变化的图象如图所示:,1面积S不变时,EnSBt的应用:,热身练习1 1、有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R=0.1，环中磁场变化规律如下图所示，磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？,例2：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求： （1）棒ab产生的感应电动势E? （2）通过电阻R的电流I ， ab间的电压U? （3）若保证ab匀速运动，所加外力F的大小， 在时间t秒内的外力做功W大小 ，功率P? （4）时间t秒内棒ab生热 ,电阻R上生热 ?,2EBLV

3、的应用:,与电路知识和力学知识的结合,等效电路图,1电路方面:求感应电动势E,内外电路路端电压U,干支路电流I,消耗的电功率P,2力学方面:匀速运动时所加外力F大小,外力功W,外力功功率P,2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s、L=40cm，电阻R=0.5,其余电阻不计，摩擦也不计，试求：感应电动势的大小 感应电流的大小和方向使金属棒匀速运动所需的拉力。,楞次定律：由b沿导体棒至a,典型例题例1、两块水平放置的金属板间距为d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的匀强磁场B中，如图43-A3所示，两板间有一质量为m、带电量为+q的油滴恰好静止，则线圈中的磁场的变

4、化情况和磁通量的变化率是（ ）A.正在增强，mgd/q B正在减弱，mgd/qC.正在减弱，mgd/nq D正在增强，mgd/nq,C,例2、如图所示，竖直向上的匀强磁场磁感应强度B0=0.5T,并且以0.1T/s的速度在变化，水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力，宽为0.5m，在导轨上搁一导体，电阻R0=0.1，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，电阻R=0.4，则经过多少时间能吊起重物?(L=0.8m),例3、圆环水平、半径为a、总电阻为2R；磁场竖直向下、磁感强度为B；导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时

5、，求：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN,例4、如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左匀速滑动到右端.电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻R上的电流的平均值及通过的电量.,Q=It,课后练习 1、磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向（如图所示），已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是（ ）,CD,2、A、B两闭合线圈为同样导线绕成且均为10 匝，半径为rA=2rB，内有如图所示的理想

6、边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中感应电动势之比为 ，产生的感应电流之比为 ，电流热功率之比 .,3、粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( ),B,4、已知：AB、CD足够长，L，B，R。金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度?,分析与解：mgsin=F安+f,f=mgcos,F安=BmL,m=BLVm/R,

7、所以：Vm=mg(sin-cos)R/B2L2,小结：,求电量的公式。 与电路的结合，关键是画等效电路图。 与力学的结合，关键是画受力分析图。 与能量的结合，利用好动能定理。 画图问题，主要是找准等效电源，注意路端电压的求解。,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