3.11高二物理-法拉第電磁感應(yīng)定律-何晶

人教版選修3-2

第四章第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理科何晶測(cè)量列車(chē)的速度中國(guó)高鐵世界領(lǐng)先為其保障安全運(yùn)行，我們需要監(jiān)測(cè)其速度，你想知道其原理嗎？中國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，你想知道其中的奧秘嗎?當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)保持相對(duì)靜止，兩者用導(dǎo)電電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進(jìn)行多種科學(xué)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有一顆繩系衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運(yùn)行。衛(wèi)星位于航天飛機(jī)正上方，它與航天飛機(jī)間的距離是20.5km，衛(wèi)星所在位置的地磁場(chǎng)為B＝4.6×10－5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機(jī)和衛(wèi)星的運(yùn)行速度是7.6km/s，求纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。兩圖中，電阻R中是否有電流通過(guò)？方向如何？ab兩點(diǎn)間有無(wú)電壓？圖1abBRv圖2RSS圖1中哪部分電路與圖2中電源作用相同？哪部分相當(dāng)于電源的內(nèi)阻？若兩圖中電鍵斷開(kāi)，電阻R中是否有電流通過(guò)？ab兩點(diǎn)間有無(wú)電壓？ab在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。如果電路是斷開(kāi)的，電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍然存在。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)請(qǐng)找出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體會(huì)找等效電源是解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的第一步①②③感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小的影響因素在用導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的速度越快、磁體的磁場(chǎng)越強(qiáng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大；在向線圈中插入條形磁鐵的實(shí)驗(yàn)中，磁鐵的磁場(chǎng)越強(qiáng)、插入的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。這些經(jīng)驗(yàn)向我們提示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能與磁通量變化的快慢（磁通量的變化率）有關(guān)。

1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式（單位：V）

若有n匝線圈，則相當(dāng)于有n個(gè)電源串聯(lián)，總電動(dòng)勢(shì)為：注意：這幾個(gè)公式只表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及它的正負(fù)，計(jì)算時(shí)?Φ應(yīng)取絕對(duì)值。感應(yīng)電流的方向用楞次定律或右手定則判斷。紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后指出：如圖所示為穿過(guò)某閉合線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖，試根據(jù)圖說(shuō)明：（1）穿過(guò)某線圈的磁通量Φ何時(shí)最大？何時(shí)最?。浚?）何時(shí)最大？何時(shí)最?。浚?）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E何時(shí)最大？何時(shí)最?。?/p>

ΦtOt1t2t3t4

如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)a’b’×

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××Gabv導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)過(guò)程中線框的面積變化量是穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化量則是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律由此求得閉合電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv

對(duì)E＝BLv的理解①②θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線（θ為v與B的夾角）

（若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）有效切割速度有效導(dǎo)線長(zhǎng)度導(dǎo)線的橫截面甲如圖所示，一個(gè)矩形閉合線圈abcd的邊長(zhǎng)分別為ab=l1和ac=l2，匝數(shù)為n，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B。(轉(zhuǎn)軸OO’在ac中點(diǎn)處)①求線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。②求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。①②感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式的比較長(zhǎng)度為

L的一根直導(dǎo)線，在均勻磁場(chǎng)

B中，以一端為軸，在垂直于磁場(chǎng)的平面上，以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，如