4.4法拉第电磁感应定律

1、产生感应电流的条件是什么？知识回顾:NSG乙甲既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.一、感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质.观察实验,分析思考:问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?Φ变化的快慢不同Φ都发生了变化都产生了E(I)产生的E(I)大小不等磁通量变化越快，感应电动势越大。磁通量的变化快慢tΦ越大?从条件上看从结果上看相同不同问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?磁通量的变化率二、法拉第电磁感应定律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。1.内容:tΦEtΦnE注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。2.公式:n为线圈的匝数物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：4、应用:用公式求E的二种常见情况：tΦnEtSBnEtBSnE（感生电动势）（动生电动势）1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。练习2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。•下列几种说法正确的是()•A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大•B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大•C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大•D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大(1)前3s内的平均感应电动势为________．(2)前4s内的平均感应电动势为________．(3)第4s内的感应电动势的大小为________3、如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在金属环转过900角的过程中，环中产生的平均电动势是多大?00'B22rBEΦ/10-2Wbt/sABD0120.14、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时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4VABD斜率表示Φ的变化率tΦnE如图所示,闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？××××××××××××××××××××××××GabvBab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔStΦE=BLvΔtttBLvBLv（v是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的感应电动势BlvE若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)θBsinBlvEθ为v与B夹角v、B、L两两垂直Lv注意：导线的长度L应为有效长度1、如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLvsinθ•平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，•求：金属棒切割磁感线产生的感应电动势？•通过R的电流大小？sinBlvEtnE②①平均感应电动势瞬时感应电动势是整个回路的感应电动势；是某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。•磁感应强度为B，感应电动势为E1；•若磁感应强度增为2B，其他条件不变，感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向，E1∶E2分为。知识回顾一、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。tΦnE、公式：2二、导体切割磁感线时的感应电动势BLvEsinBLvEθ为v与B夹角2、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势2sinsin21LnBLBLvE转动1周的过程中ab边产生的感应电动势哪个时刻最大?哪个时刻最小?思考:B00'aωdcb3、如图,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两端的电势差.ωAOA'221LBE4、如图，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，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝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上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）ab中的电流大?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？RBrPMNaQbv（1）0.5A1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J三、反电动势V此电动势阻碍电路中原来的电流.故称之为反电动势NS电动机安培力方向转动速度方向三、反电动势1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势.2、作用：阻碍线圈的转动.线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.问题：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?这时应采取什么措施?直流电动机的原理:电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势，会削弱了电源的电流。于是，阻碍了线圈的转动通电导线在磁场中受安培力而运动.如果电动机因机械阻力过大而停止转动这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小线圈中电流会很大，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。•7（思考题）如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）•A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动•C．向右做减速运动D．向右做加速运动例与练变速平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω.导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率为多少