法拉第電磁感應定律.PPT

1、第四章第四章 電磁感應電磁感應第第4 4節(jié)節(jié)法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律感應電動勢的大小感應電動勢的大小 比較甲、乙兩電路的異同比較甲、乙兩電路的異同乙乙甲甲相同點：相同點：兩電路都是閉合的，有電流兩電路都是閉合的，有電流不同點：不同點：甲中有電池甲中有電池（電源）（電源）乙中有螺線管乙中有螺線管（電源）（電源）有電源就有電動勢有電源就有電動勢1.1.感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就叫感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。相當于電源。 一、感應電動勢一、感應電動勢2 2感應電動勢與感

2、應電流的關系：感應電動勢與感應電流的關系：有感應電流有感應電流一定一定存在感應電動勢；存在感應電動勢；IV有感應電動勢有感應電動勢不一定不一定存在感應電流。存在感應電流。（要看電（要看電路是否閉合）路是否閉合）3.3.感應電動勢的大小跟哪些因素有關？感應電動勢的大小跟哪些因素有關？（1）部分導體切割磁感線）部分導體切割磁感線（2）條形磁鐵穿插螺線管）條形磁鐵穿插螺線管（3）通電螺線管穿插螺線管）通電螺線管穿插螺線管感應電動勢的大小跟磁通量感應電動勢的大小跟磁通量變化的快慢變化的快慢有關。有關。導線運動的速度越導線運動的速度越快快,產(chǎn)生感應電流越產(chǎn)生感應電流越大大；磁鐵插入的速度越磁鐵插入的速度

3、越快快，感應電流就越，感應電流就越大大。結論結論:二、法拉第電磁感應定律二、法拉第電磁感應定律1.1.內容內容: :電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。電路的磁通量的變化率成正比。 tEtnE注意：注意：公式中公式中取絕對值，不涉及正負，感應取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。物理量都取國際單位。電流的方向另行判斷。物理量都取國際單位。 2.2.公式公式: :n n為線圈的匝數(shù)為線圈的匝數(shù)表示磁通量變化的快慢表示磁通量變化的快慢弄清：弄清：1 1、磁通量大，電動勢一定大嗎？、磁通量大，電動勢一定大嗎？2 2、磁通量變化大，電

4、動勢一定大嗎？、磁通量變化大，電動勢一定大嗎？ 物理意義物理意義與電磁感應關系與電磁感應關系磁通量磁通量穿過回路的磁感穿過回路的磁感線的條數(shù)線的條數(shù)多少多少無直接關系無直接關系磁通量變化磁通量變化穿過回路的磁通穿過回路的磁通量量變化變化了多少了多少產(chǎn)生產(chǎn)生感應電動勢感應電動勢的條件的條件磁通量變化率磁通量變化率/t/t穿過回路的穿過回路的磁通磁通量量變化的快慢變化的快慢決定感應電動勢決定感應電動勢的大小的大小3.3.、/t/t的區(qū)別：的區(qū)別：磁感應強度磁感應強度B B不變不變, ,垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S發(fā)發(fā)生變化生變化,S SS S2 2- -S S1 1, ,此時：此

5、時：垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S不變不變, ,磁感應強度磁感應強度B B發(fā)發(fā)生變化生變化,B,BB B2 2-B-B1 1, ,此時：此時：4.4.應用應用: :用公式用公式 求求E E的幾種常見情況：的幾種常見情況：tnEtSBntBSBSnE12tBSntSBSBnE12如果如果B、S都變化呢？都變化呢？tSBSBntnE1122121 1、有一個、有一個5050匝的線圈，如果穿過它的磁通量的匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為變化率為0.5Wb/s0.5Wb/s，求感應電動勢。，求感應電動勢。 2 2、一個、一個100100匝的線圈，在匝的線圈，在0. 5s0. 5s

6、內穿過它的磁內穿過它的磁通量從通量從0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.09Wb0.09Wb。求線圈中的感應。求線圈中的感應電動勢。電動勢。3 3、一個匝數(shù)為、一個匝數(shù)為100100、面積為、面積為10cm10cm2 2的線圈垂直磁的線圈垂直磁場放置，在場放置，在0. 5s0. 5s內穿過它的磁場從內穿過它的磁場從1T1T增加到增加到9T9T。求線圈中的感應電動勢。求線圈中的感應電動勢。25V25V16V16V1.6V1.6V三、導體切割磁感線運動時的電動勢三、導體切割磁感線運動時的電動勢導體導體abab處于勻強磁場中，磁感處于勻強磁場中，磁感應強度是應強度是B B，長為，長為L L的導體

7、棒的導體棒abab以速度以速度v v勻速切割磁感線，求勻速切割磁感線，求: :產(chǎn)生的感應電動勢。產(chǎn)生的感應電動勢。a ab b G Ga ab bv v回路在時間回路在時間tt內增大的內增大的面積為：面積為：S=LvtS=Lvt產(chǎn)生的感應電動勢為：產(chǎn)生的感應電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：穿過回路的磁通量的變化為：=BS=BStE =BLvt=BLvtttBLv BLvE V V是相對于磁場的速度是相對于磁場的速度1 1、 V V B B ， VL VL ， LB LB 兩兩垂直兩兩垂直平均值或瞬時值平均值或瞬時值L L應為有效長度應為有效長度分析：分析：v vB B 找有效速度找有效速度

8、 sinBLvBLvE1（為為v v與與B B夾角）夾角） 2、V B ， VL ， LBv vB B3、V 與與B成成 角角 ，VL ， LB E=0 E=0sinvv cosvvL Lv vB B找有效長度。找有效長度。4、V B ， LB，導體棒不是直線，導體棒不是直線 求下面圖示情況下，求下面圖示情況下，a a、b b、c c三段導體兩端的三段導體兩端的感應電動勢各為多大？感應電動勢各為多大？ E=BLv 如下圖所示，長為如下圖所示，長為L L的銅桿的銅桿OAOA以以O O為軸在垂直于為軸在垂直于勻強磁場的平面內以角速度勻強磁場的平面內以角速度勻速轉動，磁場的勻速轉動，磁場的磁感應強度

9、為磁感應強度為B B，求桿，求桿OAOA兩端的電勢差。兩端的電勢差。AOA221LBE5 5、導體棒轉動、導體棒轉動四、對比兩個公式四、對比兩個公式tnEsin BLvE求平均感應電動勢求平均感應電動勢t t近于近于0 0時，時，E E為瞬時感應電動勢為瞬時感應電動勢求平均感應電動勢求平均感應電動勢,v,v是平均速度是平均速度求瞬時感應電動勢，求瞬時感應電動勢，v v是瞬時速度是瞬時速度1 1、穿過一個電阻為、穿過一個電阻為11的單匝閉合線圈的磁通量的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少始終是每秒均勻減少2Wb2Wb，則，則 （）（）A A、線圈中的感應電動勢一定是每秒減少、線圈中的感應電動

10、勢一定是每秒減少2v2vB B、線圈中的感應電動勢一定是、線圈中的感應電動勢一定是2v2vC C、線圈中的感應電流一定是每秒減少、線圈中的感應電流一定是每秒減少2A2AD D、線圈中的感應電流一定是、線圈中的感應電流一定是2A2AtEV2REI A2不變！不變！不變！不變！VVt5 . 01 . 010. 015. 0VtnE100AREI22、匝數(shù)為、匝數(shù)為n200的線圈回路總電阻的線圈回路總電阻R50，整，整個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通量磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應電流的

11、大小。的感應電流的大小。STsTtB/005. 0/401. 003. 0VtBSt5105 . 1VtnE3105 . 1AREI31033、如圖所示，用絕緣導線繞制的閉合線圈，共、如圖所示，用絕緣導線繞制的閉合線圈，共100匝，線圈總電阻為匝，線圈總電阻為R=0.5，單匝線圈的面積，單匝線圈的面積為為30cm2。整個線圈放在垂直線圈平面的勻強磁場。整個線圈放在垂直線圈平面的勻強磁場中，如果勻強磁場以如圖所示變化，求線圈中感應中，如果勻強磁場以如圖所示變化，求線圈中感應電流的大小。電流的大小。tERttRtIqWbBS001. 0CRq01. 0RtREI4、有一面積為、有一面積為S100c

12、m2的金屬環(huán)，電阻為的金屬環(huán)，電阻為R0.1，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在直環(huán)面向里，則在t1t2時間內通過金屬環(huán)某一截時間內通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？面的電荷量為多少？斜率表示斜率表示的變化率的變化率5、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，若線圈、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示（正弦圖象一部分），則（）（正弦圖象一部分），則（）A.線圈中線圈中0時刻感應電動勢為時刻感應電動勢為0B.線圈中線圈中0時刻感應電動勢最大時刻感應電動勢最大C.

13、線圈中線圈中D時刻感應電動勢為時刻感應電動勢為0D.線圈中線圈中A時刻感應電動勢大于時刻感應電動勢大于B時刻感應電動勢時刻感應電動勢6.6.如圖所示，一個如圖所示，一個5050匝的線圈的兩端跟匝的線圈的兩端跟R R9999的的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是的橫截面積是20202 2，電阻為，電阻為11，磁感應強度以，磁感應強度以100T100Ts s的變化率均勻減少。在這一過程中通過電的變化率均勻減少。在這一過程中通過電阻阻R R的電流為多大？的電流為多大？BEnnStt450 100 20 1010V100.199 1EIAR

14、r mgd/nq 7.兩塊水平放置的板間距為兩塊水平放置的板間距為d，用導線與一，用導線與一n匝線圈匝線圈連接，線圈置于方向豎直向上的勻強磁場中，如圖連接，線圈置于方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，兩板間有一質量為所示，兩板間有一質量為m、帶電量為、帶電量為q的油滴的油滴恰好靜止，則線圈中的磁通量的變化率是多少？恰好靜止，則線圈中的磁通量的變化率是多少？A A R2VB BR1VBLvE5 . 1AREI5 .011AREI25. 0228.如圖所示，電阻不計的裸導體如圖所示，電阻不計的裸導體AB與寬為與寬為60cm的的平行金屬導軌良好接觸，電阻平行金屬導軌良好接觸，電阻R13， R26，整

15、個裝置處在垂直導軌向里的勻強磁場中，磁感應整個裝置處在垂直導軌向里的勻強磁場中，磁感應強度強度B0.5T。當。當AB向右以向右以V5m/s的速度勻速滑的速度勻速滑動時，求流過電阻動時，求流過電阻R1、 R2的電流大小。的電流大小。9.9.如圖所示，金屬導軌上的導體棒如圖所示，金屬導軌上的導體棒abab在勻強磁場在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，線圈中沿導軌做下列哪種運動時，線圈c c中將有感應電中將有感應電流產(chǎn)生（流產(chǎn)生（ ）A A向右做勻速運動向右做勻速運動 B B向左做勻速運動向左做勻速運動C C向右做減速運動向右做減速運動 D D向右做加速運動向右做加速運動變速變速10.10.如圖所示

16、，裸金屬線組成滑框，如圖所示，裸金屬線組成滑框，abab可滑動，其電阻為可滑動，其電阻為r r，長為長為L L，串接電阻，串接電阻R R，勻強磁場為，勻強磁場為B B，當，當abab以以V V向右勻速運動向右勻速運動過程中，求：過程中，求：（1 1）abab間感應電動勢。間感應電動勢。（2 2）abab間的電壓。間的電壓。（3 3）保證）保證abab勻速運動，所加外力勻速運動，所加外力F F。（4 4）在）在2 2秒的時間內，外力功；秒的時間內，外力功；abab生熱；電阻生熱；電阻R R上生熱。上生熱。(1)EBLV(2)BLVRURr22(3)B LVFRr2 222(4)B LVWR r2

17、222)(2rRrVLBQab2222)(2rRRVLBQRABCRO11.11.如圖所示，在磁感應強度為如圖所示，在磁感應強度為B B的勻強磁場中，的勻強磁場中，有半徑為有半徑為r r的光滑半圓形導體框架。的光滑半圓形導體框架。OCOC為一端繞為一端繞O O點在框架上滑動的導體棒，點在框架上滑動的導體棒，OAOA之間連一個阻值為之間連一個阻值為R R的電阻（其余電阻都不計），若使的電阻（其余電阻都不計），若使OCOC以角速度以角速度勻速轉動。試求：勻速轉動。試求：（1 1）圖中哪部分相當于電源？）圖中哪部分相當于電源？（2 2）感應電動勢）感應電動勢E E為多少？為多少？（3 3）流過電阻）流過電阻R R的電流的電流I I為多少？為多少？導體棒導體棒OCOC221rBE221BrRI 1831年年10月月28日日,法拉第在一次會議上展示的法拉第在一次會議上展示的圓盤發(fā)電機。圓盤發(fā)電機。V V 此電動勢阻礙電路中此電動勢阻礙電路中原來的電流原來的電流. . 故稱之為反電動勢。故稱之為反電動勢。五、反電動勢五、反電動勢1. 作用：削弱了電源電流作用：削弱了電源電流, 阻礙線圈的轉