人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律图文课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律图文课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了图6-1，图6-2，图6-7，图6-8，图6-9，图6-10，图6-11，图6-12，由平衡方程可得，整理可得等内容，欢迎下载使用。
感生电动势：由于外加磁场改变而产生的感应电动势。动生电动势：由于导体运动产生的感应电动势。
一、导体棒直线切割问题分析
如图6-1所示，闭合导体线框MNPQ处于匀强磁场中，磁感应强度是B，其中一部分导体ab长L，正在以速度v匀速切割磁感线，试分析下列问题：（1）回路中哪一段导体相当于电源？
（1）回路中哪一段导体相当于电源？答：切割磁感线的那部分导体相当于电源，即MN棒。一般可用电池符号画出这个装置的等效电路图。
如图6-1所示，闭合导体线框MNPQ处于匀强磁场中，磁感应强度是B，其中一部分导体ab长L，正在以速度v匀速切割磁感线，试分析下列问题：（2）该电源产生的感应电流方向如何？M、N哪一点电势高？
（2）该电源产生的感应电流方向如何？M、N哪一点电势高？答：利用楞次定律或安培右手（切割）定则可知，电流方向N→M。注意，电源内部的电流总是从负极流向正极，所以M点电势高于N点，即M点相当于电源的正极。
（3）试画出图6-1对应的等效电路。
答：等效电路如图6-2所示。
如图6-1所示，闭合导体线框MNPQ处于匀强磁场中，磁感应强度是B，其中一部分导体ab长L，正在以速度v匀速切割磁感线，试分析下列问题：（4）试推导该回路产生的感应电动势大小？
（5）若轨道宽度仍为L，导体棒MN按下列方式运动，如图6-3甲、乙，回路中产生的感应电动势大小如何表示？
甲 乙图6-3
甲
乙
研究表明，无论切割磁感线的导体棒形状如何，都可等效为如图6-5中丁图的形式。
甲 乙 丙 丁 图6-5
（6）请问第（5）问中所说两种情况下，导体棒MN所受安培力方向如何？
例1.如图6-7所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，质量m＝0.01kg导体棒长ab=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T。使ab在恒定外力F作用下从静止开始运动，最终导体棒以v=10m／s的速度向右做匀速运动。试分析以下问题：
（1）闭合导体回路中，哪一段导体相当于电源？其正负极分别是哪一端？ 答： 闭合导体回路中，ab段导体相当于电源，a端为正极，b端为负极。等效电路图如图6-8所示：
（9）撤去外力后，回路中还能产生多少焦耳热Q2？ 利用动能定理： 所以，焦耳热：
二、动生电动势与洛伦兹力的关系
为了研究方便，我们假定导体回路中自由移动的电荷带正电。（1）试画出图6-1情景中导体棒内自由电荷相对于屏幕运动的大致方向？
（2）上述回路中正电荷定向移动过程中所受洛伦兹力的方向？
动生电动势的产生微观上源于洛伦兹力作用。
三、导体棒转动切割磁感线问题分析
如图6-13所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA杆产生的感应电动势大小，并判断O、A两点电势的高低。
动生电动势方向的判定： 1.右手切割定则 2.洛伦兹力
例2．一直升飞机停在北半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图6-15所示．如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则 ( )
例3．（1）从微观角度分析说明导体棒A、B端电势高低？答：从微观上看，当导体棒运动到竖直位置时，导体棒内所有自由电子都有一个随棒向左运动的速度，由左手定则可知，此时自由电子收到洛伦兹力方向均沿导体棒指向A端，所以A端会聚集大量负电荷，导致B端多出大量正电荷，由此可以判知，A端电势低，B端电势高。