電磁感應(yīng)第二課時

1、a.a.磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B不變不變, ,垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S發(fā)生變化發(fā)生變化 此時：此時：b.b.垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S不變不變, ,磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B發(fā)生變化發(fā)生變化 此時：此時：2 2、用公式用公式 求求E E的二種常見情況：的二種常見情況：tnEtSBnEtBSnE1 1、有一個、有一個5050匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為化率為0.5Wb/s0.5Wb/s，求感應(yīng)電動勢。，求感應(yīng)電動勢。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)25V2.一個一個100匝的線圈，在匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從內(nèi)穿

2、過它的磁通量從0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動勢。求線圈中的感應(yīng)電動勢。16V3.一個匝數(shù)為一個匝數(shù)為100、面積為、面積為10cm2的線圈垂直磁場放的線圈垂直磁場放置置, 在在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到增加到9T。求線圈。求線圈中的感應(yīng)電動勢。中的感應(yīng)電動勢。1.6V 4.4.穿過一個電阻為穿過一個電阻為11的單匝閉合線圈的磁通量始的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少終是每秒均勻減少2Wb2Wb，則，則 （）（） A A、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少2v2v B B、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是、線圈中的感

3、應(yīng)電動勢一定是2v2v C C、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2A2A DD、線圈中的感應(yīng)電流一定是、線圈中的感應(yīng)電流一定是2A2AtEV2REI A2不變！不變！不變！不變！鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)一個面積一個面積20cm2的單匝圓線圈，放在勻強的單匝圓線圈，放在勻強磁場中，磁場的方向與線圈平面成磁場中，磁場的方向與線圈平面成30角角，磁感應(yīng)強度為，磁感應(yīng)強度為0.1T時穿過線圈的磁通量時穿過線圈的磁通量為為 ，磁感應(yīng)強度在，磁感應(yīng)強度在0.05s內(nèi)由內(nèi)由O.1T增加到增加到0.5T.在此過程中，穿過線圈的磁通在此過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是量的變化量是_，磁通

4、量的平均，磁通量的平均變化率是變化率是_，線圈中感應(yīng)電動勢，線圈中感應(yīng)電動勢的大小為的大小為_.若線圈匝數(shù)為若線圈匝數(shù)為200匝匝時上述情況又如何？時上述情況又如何？4x10-4wb1x10-4wb8x10-3wb/s8x10-3v1x10-4wb 4x10-4wb8x10-3wb/s課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1.6v 例例6 6、有一面積為、有一面積為S S100cm100cm2 2的金屬環(huán)，電阻為的金屬環(huán)，電阻為R R0.10.1，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在向垂直環(huán)面向里，則在t t1 1t t2 2時間內(nèi)通過金屬環(huán)時間內(nèi)通過金屬環(huán)某一

5、截面的電荷量為多少？某一截面的電荷量為多少？tERtIqWbBS001. 0CRq01. 0RtREI G Ga ab bv v導(dǎo)體導(dǎo)體abab處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是是B B，長為，長為L L的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab以速度以速度v v勻速切勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢a ab b分析：回路在時間分析：回路在時間tt內(nèi)增大的面積為：內(nèi)增大的面積為：S=LvtS=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：穿過回路的磁通量的變化為：=BS=BStE =BLvt=BLvtttBLv BLvE V V是相對于

6、磁場的速度是相對于磁場的速度平均值或瞬時值平均值或瞬時值L L應(yīng)為有效長度應(yīng)為有效長度感應(yīng)電動勢LvB 公式公式BLv中的中的L指的是切割磁感線的有指的是切割磁感線的有效長度。在上圖中效長度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁是圓弧切割磁感線的有效長度。感線的有效長度。思考題思考題 求下面圖示情況下，求下面圖示情況下，a a、b b、c c三段三段導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動勢各為多大？導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動勢各為多大？ sinBLvBLvE1（為為v v與與B B夾角）夾角） 若導(dǎo)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角若導(dǎo)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角v vB BV2V2 =V

7、cos=Vcos V1V1=Vsin=Vsin v vB BV圖1300VB圖2300圖3300圖4BLVsinBLV00V圖圖5B圖圖6圖圖6BVVB圖圖7002BRV 如圖所示，電阻不計的裸導(dǎo)體如圖所示，電阻不計的裸導(dǎo)體ABAB與寬為與寬為60cm60cm的平行的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻R R1 133， R R2 266，整個裝，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B B0.5T0.5T。當(dāng)。當(dāng)ABAB向右以向右以V V5m/s5m/s的速度勻速滑動時，求的速度勻速滑動時，求流過電阻流過電阻R R1 1、 R

8、R2 2的電流大小。的電流大小。A A R2VB BR1VBLvE5 . 1AREI5 .011AREI25. 022課堂練習(xí)課堂練習(xí)四、對比兩個公式四、對比兩個公式tnEsin BLvE求平均感應(yīng)電動勢求平均感應(yīng)電動勢t t近于近于0 0時，時，E E為瞬時感應(yīng)電動勢為瞬時感應(yīng)電動勢求平均感應(yīng)電動勢求平均感應(yīng)電動勢,v,v是平均速度是平均速度求瞬時感應(yīng)電動勢，求瞬時感應(yīng)電動勢，v v是瞬時速度是瞬時速度在磁感應(yīng)強度為在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中的勻強磁場中,有一矩形線框有一矩形線框,邊長邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸線框繞中心軸00以角速度以角速度由圖示位置逆由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動

9、。求時針方向轉(zhuǎn)動。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過1/4周周的過程中的平均感應(yīng)電動勢的過程中的平均感應(yīng)電動勢(2)線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動勢周的過程中的平均感應(yīng)電動勢212LBLE B00adcb212LBLE 在磁感應(yīng)強度為在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中的勻強磁場中,有一個匝數(shù)為有一個匝數(shù)為n的矩形線圈的矩形線圈,邊邊長長ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸線圈繞中心軸OO以角速度以角速度由圖示位置逆時針方由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動。求向轉(zhuǎn)動。求:(1)轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過1/4周周時時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢邊產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢(2)轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過1/2周周時時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢邊產(chǎn)生

10、的瞬時感應(yīng)電動勢2sinsin21LnBLBLvE轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動1周的過程中周的過程中ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢哪個時刻最大動勢哪個時刻最大?哪個時刻最小哪個時刻最小?思考思考: :B00adcb問題：問題：公式公式 tnEsin BLvE與公式與公式 的的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別和聯(lián)系？ (1) 求出的是平均感應(yīng)電動勢求出的是平均感應(yīng)電動勢, E和某段時間或某個過程對應(yīng)；和某段時間或某個過程對應(yīng)； 求出的是瞬時感應(yīng)電動勢，求出的是瞬時感應(yīng)電動勢，E和某個和某個時刻或某個位置對應(yīng)時刻或某個位置對應(yīng). (2)求出的是整個回路的求出的是整個回路的感應(yīng)電動勢；感應(yīng)電動勢；求出的是某部求出的是某部分導(dǎo)體的電

11、動勢?；芈分懈袘?yīng)分導(dǎo)體的電動勢?；芈分懈袘?yīng)電動勢為零時，回路中某段導(dǎo)電動勢為零時，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零。體的感應(yīng)電動勢不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：區(qū)別：(1)公式公式中的時間趨近于中的時間趨近于0時，則時，則E為瞬時感應(yīng)電動勢為瞬時感應(yīng)電動勢(2)公式公式中中v若代表平均速度，則若代表平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢。為平均感應(yīng)電動勢。2、聯(lián)系：、聯(lián)系：問題：問題：公式公式 tnEsin BLvE與公式與公式 的的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別和聯(lián)系？公式公式和公式和公式是統(tǒng)一的是統(tǒng)一的.問題問題1：在在P16圖圖4.4-3中中,電源在電動機線圈中產(chǎn)生電流的方向怎樣電源在電動機線圈中產(chǎn)生電

12、流的方向怎樣?AB邊、邊、CD邊受力方向怎樣邊受力方向怎樣?線圈的運動方向怎樣線圈的運動方向怎樣?直流電動機的原理直流電動機的原理: 通電導(dǎo)線在磁場中通電導(dǎo)線在磁場中 受安培力而運動受安培力而運動.問題問題2：電動機線圈在磁場中轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生電動機線圈在磁場中轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢嗎感應(yīng)電動勢嗎?方向怎樣方向怎樣?問題問題3：感應(yīng)電動勢是加強了電源產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是加強了電源產(chǎn)生的電流電流,還是削弱了電源的電流還是削弱了電源的電流?是有利于線是有利于線圈轉(zhuǎn)動還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動圈轉(zhuǎn)動還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動?四、反電動勢四、反電動勢 1、定義：、定義：電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

13、動勢總要總要削弱削弱電源產(chǎn)生的電流電源產(chǎn)生的電流,這個電這個電動勢叫動勢叫反電動勢反電動勢. 2、作用：、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動阻礙線圈的轉(zhuǎn)動. 線圈要維持轉(zhuǎn)動線圈要維持轉(zhuǎn)動, ,電源就要向電動機提供電能電源就要向電動機提供電能. .電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能. .問題問題4：如果電動機因機械阻力過大而如果電動機因機械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動停止轉(zhuǎn)動,會發(fā)生什么情況會發(fā)生什么情況?這時應(yīng)采取這時應(yīng)采取什么措施什么措施?四、反電動勢四、反電動勢 3、應(yīng)用：、應(yīng)用：電動機停止轉(zhuǎn)動電動機停止轉(zhuǎn)動, 就沒有反電動勢就沒有反電動勢,線圈中電流線圈中電流會很大會很大,電動機會燒毀電動機會燒毀,要

14、立即要立即切斷電源切斷電源,進(jìn)行檢查進(jìn)行檢查. .一、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢 如何判斷如何判斷正、負(fù)極正、負(fù)極二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律 t tE ED DD D= =1 1、定義式：、定義式：2 2、推論：、推論：sin1BLvBLvE三、反電動勢三、反電動勢線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢總要削弱電源產(chǎn)生線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢總要削弱電源產(chǎn)生的電流的電流小結(jié)：小結(jié)：推論：推論：如下圖所示，長為如下圖所示，長為L L的銅桿的銅桿OAOA以以O(shè) O為軸在垂直于勻強磁場的為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強度為勻速轉(zhuǎn)動，

15、磁場的磁感應(yīng)強度為B B，求桿，求桿OAOA兩兩端的電勢差。端的電勢差。AOA221LBEABCRO例例9：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為：如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有的勻強磁場中，有半徑為半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架。的光滑半圓形導(dǎo)體框架。OC為一端繞為一端繞O點在框架上滑動的導(dǎo)體棒，點在框架上滑動的導(dǎo)體棒，OA之之間連一個阻值為間連一個阻值為R的電阻（其余電阻都不計），的電阻（其余電阻都不計），若使若使OC以角速度以角速度勻速轉(zhuǎn)動。試求：勻速轉(zhuǎn)動。試求：（1）圖中哪部分相當(dāng)于電源？）圖中哪部分相當(dāng)于電源？（2）感應(yīng)電動勢）感應(yīng)電動勢E為多少？為多少？（3）流過電阻）流過電阻R的電流

16、的電流I為多少？為多少？例例7 7、水平面上有兩根相距、水平面上有兩根相距0.5m0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MNMN和和PQPQ，它們的電阻可忽略不計，在，它們的電阻可忽略不計，在M M和和P P之間接有阻值為之間接有阻值為R R 3.03.0的定值電阻，導(dǎo)體棒的定值電阻，導(dǎo)體棒abab長長0.5m0.5m，其電阻為，其電阻為r r 1.01.0 ，與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌接觸良好. .整個裝置處于方向豎直向上的整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場中，B B0.4T0.4T?，F(xiàn)使。現(xiàn)使abab以以v v10m10ms s的速度向右做的速度向右做勻速運動。勻速運

17、動。（1 1）a ba b中的電流大中的電流大? a b? a b兩點間的電壓多大？兩點間的電壓多大？（2 2）維持）維持a ba b做勻速運動的外力多大？做勻速運動的外力多大？（3 3）a ba b向右運動向右運動1m1m的過程中，外力做的功是多少？電路中的過程中，外力做的功是多少？電路中產(chǎn)生的熱量是多少？產(chǎn)生的熱量是多少？ R RB Br rP PM MN Na aQ Qb bv v（1 1） 0.5A 1.5V0.5A 1.5V（2 2）0.1N0.1N（3 3）0.1J 0.1J0.1J 0.1J鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 例：如圖所示，裸金屬線組成滑框，例：如圖所示，裸金屬線組成滑框，ab可滑

18、可滑動，其電阻為動，其電阻為r，長為，長為L，串接電阻，串接電阻R，勻強磁場，勻強磁場為為B，當(dāng)，當(dāng)ab以以V向右勻速運動過程中，求：向右勻速運動過程中，求：（1）ab間感應(yīng)電動勢。間感應(yīng)電動勢。（2）ab間的電壓。間的電壓。（3）保證）保證ab勻速運動，所加外力勻速運動，所加外力F。（4）在）在2秒的時間內(nèi)，外力功；秒的時間內(nèi)，外力功；ab生熱生熱Q；電阻；電阻 R上生熱。上生熱。(1)EBLV(2)BLVRURr22(3)B LVFRr2 222(4)B LVWR r22222()B LV rQRr22222()B LV RQRr4.4.如圖所示，一個如圖所示，一個5050匝的線圈的兩端跟匝的線圈的兩端跟R R9999的的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是橫截面積是20202 2，電阻為，電阻為11，磁感應(yīng)強度以，磁感應(yīng)強度以100T100Ts s的變化率均