法拉第电磁感应定律(二)要点课件.ppt

1、回顾：回顾：.一、感应电流与感应电动势一、感应电流与感应电动势 如何判断如何判断正、负极正、负极二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 tED DD D=1、定义式：、定义式：2、推论：、推论：sin1BLvBLvE=三、反电动势三、反电动势线圈转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生线圈转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流的电流用公式用公式Et求求E的三种常见情况：的三种常见情况：1.磁感应强度磁感应强度B不变不变，垂直于磁场的回路，垂直于磁场的回路面积面积S发生变化发生变化，SS2-S1，此时，此时，EBSt。2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变不变，磁感应强，磁

2、感应强度度B发生变化发生变化，BB2-B1，此时，此时，ESBt。3.磁感应强度磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积和垂直于磁场的回路面积S都不发生变化都不发生变化，而是线圈绕着线圈平面内，而是线圈绕着线圈平面内某一条轴转动，此时，某一条轴转动，此时，tED DD D=公式公式En/t与与E=BLvsin的区别和联系的区别和联系：1.区别：一般来说区别：一般来说En/t，求出的是，求出的是t时间内的平均感应电动势，时间内的平均感应电动势，E与某段时间或与某段时间或某个过程相对应，常在穿过一个面的磁通量发某个过程相对应，常在穿过一个面的磁通量发生变化时用。生变化时用。E=BLvsin求出的是瞬时感

3、应电求出的是瞬时感应电动势，动势，E与某个时刻或某个位置相对应，常在与某个时刻或某个位置相对应，常在一部分导体做切割磁感线运动时用。一部分导体做切割磁感线运动时用。2.联系：公式联系：公式En/t和公式和公式E=BLvsin是统一的。公式是统一的。公式En/t中当中当t0时，求出的时，求出的E为瞬时感应电动势；公式为瞬时感应电动势；公式E=BLvsin中当中当V代入平均速度时，则求出的代入平均速度时，则求出的E为平均感应电动势。为平均感应电动势。例例1：如图所示，一个：如图所示，一个500匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的的电阻相连接，置于竖直

4、向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是横截面积是202，电阻为，电阻为1，磁场的磁感应强度随，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻阻R的电流为多大？的电流为多大？解析：解析：由图由图b知，线圈中磁感应强度知，线圈中磁感应强度B均匀增加，其变均匀增加，其变化率化率Bt=(50-10)/4=10T/s.BEnnSttDD=DD4500 10 20 1010V=0.1EIARr=例例2：如图所示，裸金属线组成滑框，：如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑可滑动，其电阻为动，其电阻为r，长为，长为L，串接电阻，串接电阻R，匀强磁场，

5、匀强磁场为为B，当，当ab以以V向右匀速运动过程中，求：向右匀速运动过程中，求：（1）ab间感应电动势。间感应电动势。（2）ab间的电压。间的电压。（3）保证）保证ab匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力F。（4）在）在2秒的时间内，外力做功多少；秒的时间内，外力做功多少；ab生热生热Q；电阻电阻R上生热。上生热。(1)EBLV=(2)BLVRURr=22(3)B LVFRr=2 222(4)B LVWR r=22222()B LV rQRr=22222()B LV RQRr=例例3 3一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位

6、置时，它的：做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的：A.A.磁通量最大磁通量最大,磁通量变化率最大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大B.B.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大C.C.磁通量最大磁通量最大,磁通量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大D.D.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大例例4：半径为：半径为r、电阻为、电阻为R的金属环通过某直径的金属环通过某直径的轴的轴OO以角速度以角速度做匀速转动，如图所示。做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为匀强

7、磁场的磁感应强度为B，从金属环的平面，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过的磁场方向重合时开始计时，则在转过30的的过程中。求：过程中。求：(1)环中产生的感应电动环中产生的感应电动势的平均值是多大？势的平均值是多大？(2)金属环某一横截面内金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？通过的电荷量是多少？解析：解析：(1)金属环在转过金属环在转过30的过程中，磁通量的变化量的过程中，磁通量的变化量/6t D=又2/3EtB r=D D=所以(2)由于由于E/t，IER，IQt，所以，所以22B rQRRD=2/030sin2012rBBS=D对公式对公式 的进一的进一步理解运用步理解运用

8、BLvE=该式能直接运该式能直接运用的条件是：用的条件是：B、L、v三者两两垂直三者两两垂直感应电动势LvB 公式公式BLv中的中的L指的是切割磁感线指的是切割磁感线的的有效长度有效长度。在上图中。在上图中E=BLv，L是是圆弧切割磁感线的有效长度。圆弧切割磁感线的有效长度。思考题思考题 求下面图示情况下，求下面图示情况下，a a、b b、c c三段三段导体两端的感应电动势各为多大？导体两端的感应电动势各为多大？例例5：如图所示，导线全部为裸导线，半径为如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为为B，方向如图。一根长度大于，方向如图。一根长度大于2r的直导线的直导线MN，以，以速率速率V在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为为R，其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻，其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻R的电流的平均值为的电流的平均值为_;当当MN从圆环左端从圆环左端滑到右端的过程中，通过滑到右端的过程中，通过R的电荷量为的电荷量为_,当当MN通过圆环中心通过圆环中心O时，通过时，通过R的电流为的电流为_.Brv/2RBr2/R2Brv/R