1、3法拉第電磁感應(yīng)定律 2014/02/11,一、法拉第電磁感應(yīng)定律,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成正比 。,磁通量的變化率,1、內(nèi)容：,2、公式：,線圈的匝數(shù),、無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動勢。 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。,有感應(yīng)電動勢未必有感應(yīng)電流 有感應(yīng)電流一定有感應(yīng)電動勢,一、法拉第電磁感應(yīng)定律,、/t的意義, ,1、穿過一個電阻為1的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少2Wb，則 （） A、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少2v B、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是2v C、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2A D、線

2、圈中的感應(yīng)電流一定是2A,例與練,BD,、如圖所示，用絕緣導(dǎo)線繞制的閉合線圈，共100匝，線圈總電阻為R=0.5，單匝線圈的面積為30cm2。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(yīng)電流的大小。,例與練,、有一面積為S100cm2的金屬環(huán)，電阻為R0.1，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t1t2時間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？,例與練,、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)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（正弦圖象一部分），則（） A.線圈中0時刻感應(yīng)電動勢為0 B.線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大 C.線圈中D時刻感應(yīng)電

3、動勢為0 D.線圈中A時刻感應(yīng)電動勢是D時刻感應(yīng)電動勢的一半,例與練,斜率表示的變化率,BC, 、一長方形線框邊長分別為L1和L2，匝數(shù)為N，放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，原來與磁場方向垂直，現(xiàn)以角速度 繞其平行于L1邊的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動， 求：轉(zhuǎn)過90過程中的平均感應(yīng)電動勢。, 0, BL1L2,NBL1L2,/2,2NBS/,（1）B是勻強磁場,（3）導(dǎo)體L各部分切割磁感線速度相同,（2）LB、V L 、V B,二、導(dǎo)體切割磁感線感應(yīng)電動勢大小,平均感應(yīng)電動勢,V為平均速度時，E為平均感應(yīng)電動勢,V為瞬時速度時，E為瞬時感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體 相當(dāng)于電源，該電源的正負(fù)極 右

4、手定則來確定，注意電源內(nèi) 部電流是由負(fù)極流向正極。,E=BLv （此時B垂直S,L是導(dǎo)線在磁場中有效的切割長度）,有效切割長度,有效切割長度L,例1：如圖1715所示，abcd區(qū)域里有一勻強磁場，現(xiàn)有一豎直的圓環(huán)使它勻速下落，在下落過程中，它的左半部通過水平方向的磁場o是圓環(huán)的圓心，AB是圓環(huán)豎直直徑的兩個端點，那么,A當(dāng)A與d重合時，環(huán)中電流最大 B當(dāng)O與d重合時，環(huán)中電流最大 C當(dāng)O與d重合時，環(huán)中電流最小 D當(dāng)B與d重合時，環(huán)中電流最大,B,例2：如圖所示，金屬環(huán)直徑為d，總電阻為R，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，垂直穿過環(huán)所在平面。電阻為R2的導(dǎo)體桿AB，沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，桿

5、兩端電壓為（） A、Bdv B、Bdv2 C、Bdv3 D、2Bdv3,例與練,畫出等效電路圖：,E=Bdv,析與解,（1）確定電源: 產(chǎn)生感應(yīng)感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體或電路就是電源，它的感應(yīng)電動勢就是此電源的電動勢，它的電阻就是此電源的內(nèi)電阻。 （2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢， 利用楞次定律確定其正負(fù)極。 （3）分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖。 （4）利用電路規(guī)律求解，主要是（閉合）歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律等。,電磁感應(yīng)與電路的綜合,例3：如圖所示，在寬為0.5m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個有效電阻為r=0.6的直導(dǎo)體，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻R1=4、R2=6，其它電阻不計。整

6、個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，如圖所示，磁感應(yīng)強度B=0.1T。當(dāng)直導(dǎo)體在導(dǎo)軌上以V=6m/s的速度向右運動時，求： （1）導(dǎo)體棒AB兩端的電壓 （2）流過電阻R1和R2的電流大小 （3）拉動導(dǎo)體棒AB的外力的功率,例與練,析與解,（1）解決電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律（右手定則）、左手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓第二定律、動能定理、能量守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的規(guī)律綜合起來應(yīng)用。 （2）解題關(guān)鍵是對研究對象正確地進(jìn)行受力分析，特別注意感應(yīng)電流安培力的大小和方向；準(zhǔn)確地進(jìn)行運動分析。,電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合,

7、例4：如圖所示，在寬為L的水平平行光滑導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個直導(dǎo)體棒MN，在導(dǎo)軌的左端連接一個電阻R，其它電阻不計，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。整個裝置處在垂直導(dǎo)軌豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B。當(dāng)直導(dǎo)體棒受到一個垂直導(dǎo)軌水平向右的恒力F作用由靜止開始在導(dǎo)軌上向右運動時，試確定直導(dǎo)體棒的運動情況及其最大速度Vm。,例與練,V,E=BLV,E,I=E/R,I,F安=BIL,F安,F合=F-F安,F合,a=F合/m,a,當(dāng)F安= F時,a=0，,Vm=,例5：在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，豎直放置一個冂形金屬框ABCD，框面垂直于磁場，寬度BCL ，質(zhì)量m的金屬桿PQ用光滑金屬套連接在框架AB和CD上如圖，金屬桿PQ電阻為R，金屬桿PQ自靜止開始沿框架下滑。求: (1)桿PQ開始下滑