1、 7.3 法拉第电磁感应定律 1.电磁感应定律 2.导线切割磁感线时的感应电动势 3.反电动势复习问题:电源电动势复习问题:电动势闭合电路中有电源,提供非静电力。非静电力:把电子从正极搬运到负极,使电源两极间保持一定的电势差。使电路有持续的电流;从能量转化和守恒的角度就是把其它形式的能转化为电能。1.电磁感应定律现象:电磁感应现象与磁场变化快慢有关法拉第电磁感应定律:闭合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。1212tttE电动势单位伏(V)、磁通量单位韦伯(Wb)注意:公式中取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向由楞次定律判断。当闭合电路中的线圈匝数是n时tnE例题1、
2、下列说法正确的是()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.线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大例题2、如图所示,金属圆环的半径r0.5 m,金属圆环平面垂直于磁场方向放置,匀强磁场的磁感应强度B0.1 T现把圆环翻转180,所用时间t0.2 s,则这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多大?如果金属导线的电阻R3.14,则圆环中产生的平均感应电流为多大?rB解:本题的关键是,磁通量有正负。假设开始时磁通量为“-”,则把圆环翻转180后,磁通量变为“
3、+”。这个过程磁通量的变化量的大小为2222rBrBrB这段时间的平均电动势为V85722.trBtE平均感应电流A52.REI例题3、如图(a)所示,螺线管的匝数为n=1000,横截面积为S=20 cm2,回路的总电阻为R=10.0。一匀强磁场B垂直穿过螺线管,其强度变化如图(b)所示。试求在所示的时间段内回路中的感应电动势和感应电流大小,并求在0-2.0s内通过导线截面的电量。BR(a)1.00.80.60.40.20 1.0 2.0 t/s (b)B/T解:由图(b)知,磁感强度变化率为螺线管中的感应电动势T/s40.tBV80.tBSntnE通过回路的电流强度为A080.REI在 0-
4、2.0 s 时间段通过导线截面的电量为C61.BnSttBSntIq2.导线切割磁感线时的感应电动势如图所示闭合线圈一部分导体ab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 GabvtBlvSBBlvtEtlvS导体斜切磁感线(若导线运动方向与导线本身垂直,但跟磁感强度方向有夹角)v vB BV V1 1=VsinVsin V V2 2=Vcos=Vcos sinBlvE 例题4、如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO轴转动时,线圈中的感应电动势是否变化?为什么?设线圈的两个边长分别是ab=l1和bc=l2,转动时角速度是,磁场的磁感应强度为B。试求线
5、圈转动到任意位置的电动势。OdaOBl1l2cb解:只有bc段做切割磁感线运动而有感生电动势,bc段的速度与磁场方向的夹角周期性变化,因此感应电动势也周期性变化。所以线圈转动时有感应电动势,且电动势的大小和方向都变化。当线圈的ab边和磁感线方向夹角为时,ac段的感应电动势为sinvBlE21lv sin21lBlE 21llS sinBSE abv有效长度:导线在垂直速度方向上的投影长度例题5、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成角,求金属棒ab产生的感应电动势。c 解:设想一直角型导线abc,与ab连成闭合回路。回路的电动势为0,bc段电动势为0,可知vlBEEacabsin