人教版 (新课标)4 法拉第电磁感应定律教学课件ppt
展开一、法拉第电磁感应定律
1、内容: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。
二、导体切割磁感线产生感应电动势
设线框可动部分ab为L,以垂直于ab的速度v向右匀速运动在△t 时间内由ab到a’b’,求ab产生的感应电动势。
(1)公式中的B、L、V三者必须两两垂直
(2)公式中的L为有效直长度
(3)V为L相对B的速度
三、公式E=BLvsina的运用及注意事项 1.此公式中a为速度与磁场平面间的夹角.在v垂直于B,也垂直于L,且L也垂直于B时,可简化为E=BLv, 2.此公式一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点B均相同),且导体各部分的速度均相同的情况.若切割速度v不变,则E为恒定值;若切割速度为瞬时值,则E为瞬时电动势.该公式即可求平均电动势,也可求瞬时电动势.
3.若导体棒绕某一固定转轴切割磁感线时,虽然棒上各点的切割速度并不相同,可用棒中点的速度等效替代切割速度,常用公式E=BLv中. 4.公式中的L为有效切割长度,即垂直于B、垂直于v且处于磁场中的直线部分长度;此公式是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的导出式.
(2)V为即时速度时,E为即时感应电动势
3、E的大小与电路是否闭合无关,闭合时有电流产生, 不闭合时只有感应电动势产生。
1.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,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0 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为1.4V
2.AB两闭全线圈为同样导线绕成且为10匝,半径为rA=2rB,内有如图12-3-2所示的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A.B环中感应电动势之比EA:EB= 主生长感应电流之比IA:IB=
3.将一个面积为S,总电阻为R的圆形金属环平放在平面上,磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下,当把环翻转1800的过程中,流过环某一横截面的电量为__________
4.直接写出图12-3-3所示各种情况下导线ab两端的感应电动势的表达式(B.L.ν.θ已知);
5.如图12-3-5所示,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,初始时刻线框所在面与磁感线垂直,经过时间t转过1200角,求:(1)线框内感应电动势在t时间内的平均值;(2)转过1200角时,感应电动势的瞬时值.
【解析】(1)设初始时刻线框朝纸外的一面为正面时,此时刻磁通量磁能量Φ1= Ba2,磁感线从正面穿入,t时刻后, 磁通量Φ2=(1/2)Ba2, 且此时刻磁通量的变化量应当是(Φ1+Φ2),而不是(Φ1-Φ2),(学生可比较一下转过1200与转过600时的区别). E= △Φ / △t求出平均电动势:E=3Ba2/2t; (2)计算感应电动势的瞬时值要用公式E=BLvsin,且 =1200、v2=2πa/(3t);E= πΒa2/(3t);
6.如图12-3-7所示,abcd是一个固定的U型金属框架,ab和cd边都很长,bc边长为l,框架的电阻可不计,ef是放置在框架上与bc平行的导体杆,它可在框架上自由滑动(无摩擦),它的电阻为R.现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,已知以恒力F向右拉导体ef时,导体杆最后匀速滑动,求匀速滑动时的速度.
【解析】当导体杆向右滑动时,通过回路efcb的磁通量将发生变化,从而在回路中产生感应电动势E和感应电流I.设导体杆做匀速运动时的速度为v,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知:E=Blv、I=E/R;而磁场对导体杆的作用力为F安=BlI,且有F=F安,解得匀速滑动时的速度为:v=FR/B2l2.
7.如图12-3-8所示,长都为l的金属棒OA、OB和圆弧组成闭合回路,磁感应强度为B的匀强磁场和回路所在平面垂直,保持棒OA和圆弧不动,将棒OB绕O点以角速度ω顺时针转动,B端一直与圆弧接触,求OB棒上感应动势的大小;
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