物理：1.4《法拉第電磁感應(yīng)定律》課件(1)(粵教版選修3-2)

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1、法拉第電磁感應(yīng)定律1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體-------電源。一、感應(yīng)電動勢2、磁通量的變化率表示磁通量的變化的快慢1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率△Φ/△t成正比．二、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式（單位為伏、韋伯、秒則k=1）二、法拉第電磁感應(yīng)定律：若線圈有n匝，則相當(dāng)于有n個電源串聯(lián)，總電動勢為：注意：（1）公式中Δφ的計(jì)算方法，（2）電動勢E為平均值（3）感應(yīng)電流的方向另行判斷。討論：磁通量大，磁通量變化一定大嗎？磁通量變化大，磁通量的變

2、化率一定大嗎？（與速度、速度的變化量和加速度的關(guān)系類比）磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化量不同。磁通量為零，磁通量的變化率不一定為零;磁通量的變化量大，磁通量的變化率也不一定大。能力·思考·方法【例1】如圖12-3-5所示，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,初始時刻線框所在面與磁感線垂直,經(jīng)過時間t轉(zhuǎn)過1200角,求:(1)線框內(nèi)感應(yīng)電動勢在t時間內(nèi)的平均值;(2)轉(zhuǎn)過1200角時,感應(yīng)電動勢的瞬時值.圖12-3-5能力·思考·方法【解析】(1)設(shè)初始時刻線框朝紙外的一面為正面時,

3、此時刻磁通量磁能量Φ1=Ba2,磁感線從正面穿入,t時刻后,磁通量Φ2=(1/2)Ba2,且此時刻磁通量的變化量應(yīng)當(dāng)是(Φ1+Φ2),而不是(Φ1-Φ2),(學(xué)生可比較一下轉(zhuǎn)過1200與轉(zhuǎn)過600時的區(qū)別).E=△Φ/△t求出平均電動勢：E=3Ba２/2t；(2)計(jì)算感應(yīng)電動勢的瞬時值要用公式E=BLvsina，且a=1200、v2=2πa/(3t);E=πΒa2/(3t)；能力·思考·方法【例2】如圖12-3-6所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓

4、環(huán)上無摩擦地自左勻速滑動到右端.電路的固定電阻為R，其余電阻不計(jì)，試求MN從圓環(huán)的左端滑動到右端的過程中電阻R上的電流的平均值及通過的電量.圖12-3-6能力·思考·方法【解析】本題粗看是MN在切割磁感線，屬于“切割”類的問題，要用E=BLv,但切割桿MN的有效長度在不斷變化，用公式E=BLv難以求得平均值.事實(shí)上，回路中的磁通量在不斷變化，平均感應(yīng)電動勢可由磁通量的變化來求.由于△Φ=B△S=Bπr２；△t=2r/v，由法拉第電磁感應(yīng)定律，E=△Φ/△t=Bπrv/2,所以I=E/R=Bπrv/2R,從而，通過的電量：q=Bπr

5、2/R.能力·思考·方法【例3】如圖12-3-7所示，abcd是一個固定的U型金屬框架，ab和cd邊都很長，bc邊長為l，框架的電阻可不計(jì)，ef是放置在框架上與bc平行的導(dǎo)體桿，它可在框架上自由滑動(無摩擦)，它的電阻為R.現(xiàn)沿垂直于框架平面的方向加一恒定的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，已知以恒力F向右拉導(dǎo)體ef時，導(dǎo)體桿最后勻速滑動，求勻速滑動時的速度.圖12-3-7能力·思考·方法【解析】當(dāng)導(dǎo)體桿向右滑動時，通過回路efcb的磁通量將發(fā)生變化，從而在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I.設(shè)導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動時的速度

6、為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可知：E=Blv、I=E/R;而磁場對導(dǎo)體桿的作用力為F安=BlI,且有F=F安，解得勻速滑動時的速度為：v=FR/B2l2.能力·思考·方法【例4】如圖12-3-8所示，長都為l的金屬棒OA、OB和圓弧組成閉合回路，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場和回路所在平面垂直，保持棒OA和圓弧不動，將棒OB繞O點(diǎn)以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動，B端一直與圓弧接觸，求OB棒上感應(yīng)動勢的大小；圖12-3-8能力·思考·方法【解析】方法一：在△t時間內(nèi)OB掃過的面積△s=ωR2△t/2;回路中磁通量的變化量△Φ=B△s,再由

7、E=△Φ/△t求出感應(yīng)電動勢E=BωR2/2；方法二：可以將OB看做是切割磁感線運(yùn)動，切割速度為其中點(diǎn)速度v=ωl/2,則有E=Blv=Bωl2/2,可見此方法更為簡單；因此在此題中將圓弧和OA去掉后的計(jì)算OB產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的結(jié)果是一樣的，只不過此種情況下無感應(yīng)電流.Φ/10-2Wbt/sABD0120.15、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：()A、線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大B、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D、線圈中0到D時間內(nèi)平均

8、感應(yīng)電動勢為0.4VABD三、導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動電動勢E大小如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在時間t內(nèi)增大