高中物理 4.4法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教版選修3-2.ppt

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法拉第電磁感應(yīng)定律,,,,,,,,,,,,K,,,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)回顧,,,,,,①,②,Ф,△Ф,?,磁通量Ф 磁通量變化△Ф 磁通量變化率與電磁感應(yīng)的關(guān)系,,,一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),（E）,§3. 法拉第電磁感應(yīng)定律 ——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,1.定義:,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。,2．磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。,,磁通量變化,磁通量變化快慢,磁通量,,,,一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),（E）,§3. 法拉第電磁感應(yīng)定律 ——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,1.定義:,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。,2．磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。,電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。,二、法拉第電磁感應(yīng)定律,1.內(nèi)容:,,,,(K是一個(gè)常數(shù)),(n為線圈的匝數(shù)),一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),（E）,§16.2 法拉第電磁感應(yīng)定律 ——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。,二、法拉第電磁感應(yīng)定律,1.內(nèi)容:,平均磁通變化率,,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),,例：如圖所示，一個(gè)50匝的線圈的兩端跟R＝99Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的橫截面積是20㎝2，電阻為1Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T／s的變化率均勻減少。在這一過程中通過電阻R的電流為多大？線圈某一橫截面內(nèi)通過的電荷量是多少？,解析：,鞏固練習(xí)：,√,1．穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終為每秒鐘均勻地增加2 Wb，則： A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2 V B．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2 V C．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終是2 V D．線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),三、重要的推論,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，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：,ΔS=LvΔt,解：,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：,穿過回路的磁通量的變化為：,ΔΦ=BΔS,=BLvΔt,V2,V1,=Vsinθ,若導(dǎo)體斜切磁感線,當(dāng)速度v與磁感應(yīng)強(qiáng)度B不垂直時(shí)，可將B分解為平行于速度分量B||（對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)無貢獻(xiàn)），垂直于速度分量B?，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：,?為B、v之間的夾角,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長(zhǎng)度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長(zhǎng)度。,例題1,如圖，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng),以速度v在導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)。求此時(shí)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。已知導(dǎo)軌的總電阻為R,導(dǎo)體棒ab的電阻為r。,在上題中，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m。若開始導(dǎo)體棒ab在導(dǎo)軌上靜止，用一水平向右的恒力F拉導(dǎo)體棒，使它向右運(yùn)動(dòng)，試分析導(dǎo)體棒的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況。求出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度。,例題2,,運(yùn)動(dòng)分析：,當(dāng)F=F安時(shí)，a=0, 此時(shí)導(dǎo)體棒最大速度為:,當(dāng)mgsinθ =F安時(shí)，a=0,此時(shí)導(dǎo)體棒最大速度為:,拓展,,如圖所示，長(zhǎng)為 的金屬桿OA繞過O點(diǎn)垂直于紙面的固定軸沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)范圍足夠大。求OA桿產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。,解析：,由于OA桿是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故OA產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的，其平均值與瞬時(shí)值相同，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)公式均可以用。,,,O,例題3,例4：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架。OC 為一端繞O點(diǎn)在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒，OA之 間連一個(gè)阻值為R的電阻（其余電阻都不計(jì)）， 若使OC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。試求： （1）圖中哪部分相當(dāng)于電源？ （2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為多少？ （3）流過電阻R的電流I為多少？,如圖所示，邊長(zhǎng)為a的正方形金屬線圈繞通過OO′軸，以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求下列情況的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過900 2）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過1800 3）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過300,【例題5】線框在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng),,,,,,,,o,O’,四.反電動(dòng)勢(shì),1.既然線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加強(qiáng)了電源了產(chǎn)生的電流,還是削弱了它？是有得于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng),還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用,阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng).,──反電動(dòng)勢(shì),2.電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械故障停轉(zhuǎn),要立即切斷電源。,2．一個(gè)矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈處于如圖所示位置時(shí)，它的： A.磁通量最大,磁通量變化率最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B.磁通量最小,磁通量變化率最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.磁通量最大,磁通量變化率最小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D.磁通量最小,磁通量變化率最小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,√,,,如圖所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓導(dǎo)線處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖。一根長(zhǎng)度大于2r的直導(dǎo)線MN，以速率V在圓上自左端勻速滑到右端，電路中定值電阻為R，其余電阻忽略不計(jì)。在滑動(dòng)過程中，通過電阻R的電流的平均值為__________;當(dāng)MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中，通過R的電荷量為_________,當(dāng)MN通過圓環(huán)中心O時(shí)，通過R的電流為_________.,(πBrv/2R, πBr2/R,2Brv/R),應(yīng)用舉例,例1、如圖所示為穿過某線路的磁通量Φ隨 時(shí)間t變化的關(guān)系圖，試根據(jù)圖說明： （1）穿過某線路的磁通量Φ何時(shí)最大？ 何時(shí)最?。?（2）Δφ/Δt何時(shí)最大？何時(shí)最小？ （3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E何時(shí)最大？何時(shí)最??？,注意區(qū)分幾個(gè)物理量： ①Φ、Δφ、Δφ/Δt ②E只與Δφ/Δt有關(guān)， 而與Φ、Δφ無關(guān)。,思考與討論：,如圖所示，長(zhǎng)度都是L、質(zhì)量都為m的兩金屬桿ab、cd放在水平 放置的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、EF上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)強(qiáng)度豎直向上，若ab以速度v向右運(yùn)動(dòng)，試回答下列問題： （不計(jì)一切摩擦且導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)） （1）cd桿將向哪兒動(dòng)？ （2）兩金屬桿各做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ （3）從開始運(yùn)動(dòng)直到最后，在金屬框架上消耗掉的能量有多少,