高三物理復(fù)習(xí)課件大全118個課件C043.法拉第電磁感應(yīng)定律.ppt

法拉第電磁感應(yīng)定律 龐留根呂叔湘中學(xué)2007年7月email dyszplg 法拉第電磁感應(yīng)定律幾點注意 例1例2例3例4例503年上海綜合62006年全國卷 2106年江蘇省鹽城中學(xué)模擬1305年南通質(zhì)量調(diào)研測試一18 法拉第電磁感應(yīng)定律 法拉第電磁感應(yīng)定律 1 電路中感應(yīng)電動勢的大小 跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比 即 是磁通量的平均變化率 表示磁通量變化的快慢 e是 t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢 具體表達(dá)式 a 如果磁感應(yīng)強度b不變 磁通量的變化是由于閉合電路的面積發(fā)生變化而引起的 則有e nb s t b 如果閉合電路的面積不變 磁通量的變化是由于磁感應(yīng)強度b發(fā)生變化而引起的 則有e ns b t使用時注意有效面積 c 如果磁通量的變化是由于磁感應(yīng)強度b和閉合電路的面積共同發(fā)生變化而引起的 則有e n bs t 可推出電量計算式 2 導(dǎo)體切割磁感線運動時 e blvsin 式中 為導(dǎo)體運動速度v與磁感應(yīng)強度b的夾角 此式只適用于勻強磁場 若是非勻強磁場則要求l很短 v恒定時 產(chǎn)生的e恒定 v發(fā)生變化時 求出的e是與v對應(yīng)的瞬時值 v為某段時間的平均速度時 求出的e為該段時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值 導(dǎo)體平動切割時l用垂直于v的有效長度 轉(zhuǎn)動切割時 速度v用切割部分的平均速度 線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的最大電動勢em nbs n是線圈匝數(shù) 導(dǎo)體棒以端點為軸 在垂直于磁感應(yīng)線的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時 e 1 2b l2 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)電源 在解決具體問題時導(dǎo)體可以看成電動勢等于感應(yīng)電動勢 內(nèi)阻等于該導(dǎo)體內(nèi)阻的等效電源 幾點注意 1 e n t計算的是 t時間內(nèi)的平均電動勢 這是最普遍的表達(dá)式 表明了感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量變化的快慢 t和線圈匝數(shù)n 只有當(dāng) t恒定不變時 平均電動勢跟瞬時電動勢才相等 2 e blv適用于一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生的電動勢 且導(dǎo)體運動方向跟磁場方向垂直 3 注意區(qū)分 t 線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時 磁通量 最大時 磁通量的變化率為零 t 0 反之 0時 t為最大值 例1 有一邊長為l 匝數(shù)為n 電阻為r的正方形閉合線框 處于磁感應(yīng)強度為b勻強磁場中 磁場方向垂直于線圈平面 若將線框在磁場中翻轉(zhuǎn)180 求在這個過程中通過導(dǎo)線橫截面的電量 解 將線框轉(zhuǎn)過180 則穿過線框的磁通量的變化量大小是 2bs 2bl2 這個過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 e n t 感應(yīng)電流i e r 所以電量q i t n r 2nbl2 r 例2 如圖 一圓環(huán)與外切正方形線框均由相同的絕緣導(dǎo)線制成 并各自形成閉合回路 勻強磁場布滿整個方形線框 當(dāng)磁場均勻變化時 線框和圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢之比是多大 感應(yīng)電流之比等于多少 解 設(shè)正方形邊長為2a 則圓環(huán)半徑為a 兩者面積之比為s1 s2 4a2 a2 4 電阻之比為r1 r2 8a 2 a 4 e t s b t s e1 e2 s1 s2 4a2 a2 4 例3 矩形形線框abcd繞oo 軸在磁感強度為0 2t的勻強磁場中以2r s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動 已知ab 20cm bd 40cm 匝數(shù)為100匝 當(dāng)線框從如圖示位置開始轉(zhuǎn)過90 則線圈中磁通量的變化量 等于多少 磁通量平均變化率為多少 線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢e為多少 解 轉(zhuǎn)過90 時 線圈中磁通量的變化量 bs 0 0 016wb 周期為t 1 2 0 5s t 1 4t 0 125s t 0 016 0 125 0 128wb s e n t 12 8v 例4 一個n匝圓線圈 放在磁感強度為b的勻強磁場中 線圈平面跟磁感強度方向成30 角 磁感強度隨時間均勻變化 線圈導(dǎo)線規(guī)格不變 下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是 a 將線圈匝數(shù)增加一倍b 將線圈面積增加一倍c 將線圈半徑增加一倍d 適當(dāng)改變線圈的取向 解 設(shè)線圈單位長度的電阻為r0 線圈的半徑為r e n t nssin30 b t i nssin30 b r t n r2sin30 b n2 rr0 t rsin30 b 2r0 t cd 例5 單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)軸垂直于磁場 若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示 則線圈中 a 0時刻感應(yīng)電動勢最大b d時刻感應(yīng)電動勢為零c d時刻感應(yīng)電動勢最大d 0至d時間內(nèi)平均感生電動勢為0 4v abd 03年上海綜合6 6 粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中 磁場方向垂直于線框平面 其邊界與正方形線框的邊平行 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場 如圖所示 則在移出過程中線框一邊a b兩點間的電勢差絕對值最大的是 b 2006年全國卷 21 21 如圖 在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻r的直角形金屬導(dǎo)軌aob 在紙面內(nèi) 磁場方向垂直紙面朝里 另有兩根金屬導(dǎo)軌c d分別平行于oa ob放置 保持導(dǎo)軌之間接觸良好 金屬導(dǎo)軌的電阻不計 現(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程 以速率v移動d 使它與ob的距離增大一倍 再以速率v移動c 使它與oa的距離減小一半 然后 再以速率2v移動c 使它回到原處 最后以速率2v移動d 使它也回到原處 設(shè)上述四個過程中通過電阻r的電量的大小依次為q1 q2 q3和q4 則 a q1 q2 q3 q4b q1 q2 2q3 2q4c 2q1 2q2 q3 q4d q1 q2 q3 q4 提示 由電量計算式 a 06年江蘇省鹽城中學(xué)模擬13 1 請估測地磁場的數(shù)量級為t 2 將兩人站立的位置 改為與剛才方向垂直的兩點上 那么電流計讀數(shù)約為ma 13 這是測量地磁場的磁感應(yīng)強度的一次學(xué)生活動 如圖 兩同學(xué)相距10m左右 在東偏北 西偏南11 的沿垂直于地磁方向的兩個位置上 面對面將一并聯(lián)銅芯雙絞線 像甩跳繩一樣搖動 并將線的兩端分別接在靈敏電流計上 雙絞線并聯(lián)后的電阻約為2 繩搖動的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏 保持在2hz左右 如果同學(xué)持繩的手高約為1m 電流計讀數(shù)的最大值約為3ma 解 1 線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的最大電動勢em bs imr b imr s 6 10 3 10 4 5 10 5t 2 不切割磁感應(yīng)線 e 0 i 0 5 10 5 0 g 05年南通質(zhì)量調(diào)研測試一18 解 1 金屬框左邊剛好進入磁場區(qū)域時的運動速度為v 在磁場中作勻速運動 設(shè)離開磁場運動過程的時間為t 此過程中的平均感應(yīng)電動勢為 s 1 2 l2 所受平均安培力 由動量定理有 解得 v 1m s 2 金屬框開始勻速離開磁場到有一半面積離開磁場