高中物理 1-5《法拉第电磁感应定律的应用 一)》课件 粤教版选修3-2

1.5法拉第电磁感应定律的应用（一）一、感应电动势1．感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势．2．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．公式表示：tkE当E、、t都取国际单位时，k=1，所以有：tE若线圈有n匝，则相当于n个相同的电动势串联，所以整个线圈中的电动势为．tnE3．法拉第电磁感应定律的应用——导体做切割磁感线运动．（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动到a1b1，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化=BLvt，由法拉第电磁感应定律得：BLvtE（2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：sinvv对切割有贡献．cos//vv对切割无贡献．sinBLvBLvE所以：所以可知：•导线切割磁感线时产生的电动势的大小，跟磁感强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin成正比sinBLvE例题1：长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差．解析：ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可．棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求，但棒上各点的速度v=r与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算：221,21LBBLvEv　•例题2、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO’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30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？•分析：根据金属环在磁场中转动的始末位置穿过环的磁通量Φ1和Φ2以及完成这一变化所用时间△t，就可以求出环中产生的感应电动势．22123/621/6021/BrrBBStEtE/)(12例题3、如图所示把线框abcd从磁感应强度为的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ab边垂直向右，速度的大小为v，线圈的边长为L，每边的电阻为r，问，线圈在运动过程中，ab两点的电势差为多少？•当线框abcd整个在磁场的时候，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，ab和cd两边切割磁感线，等效电路图如图2所示：•Uab=E=BLv•当cd边离开磁场，ab边切割磁感线，ad，bc，cd边的电阻属于外阻，等效电路图如图3所示：•Uab=E-Ir=BLv-Ir•当线框abcd整个在磁场的时候：Uab=E=BLv•当cd边离开磁场的时候：Uab=3BLv/4电动式发电式阻尼式v0F一、单棒问题运动特点最终特征a逐渐减小的减速运动静止a逐渐减小的加速运动匀速a逐渐减小的加速运动匀速基本模型I=0(或恒定)I恒定I=0画等效电路二、含容式单棒问题放电式无外力充电式F运动特点最终特征基本模型v0有外力充电式a逐渐减小的加速运动匀速运动I＝0a逐渐减小的减速运动匀速运动I＝0匀加速运动匀加速运动I恒定三、无外力双棒问题运动特点最终特征基本模型v012杆1做a渐小的加速运动杆2做a渐小的减速运动v1=v2I＝0无外力等距式2v01杆1做a渐小的减速运动杆2做a渐小的加速运动无外力不等距式a＝0I＝0L1v1=L2v2四、有外力双棒问题12F运动特点最终特征基本模型有外力不等距式杆1做a渐小的加速运动杆2做a渐大的加速运动a1≠a2a1、a2恒定I恒定F12杆1做a渐大的加速运动杆2做a渐小的加速运动a1=a2Δv恒定I恒定有外力等距式