【金牌學(xué)案】年高中物理 第四章 4 法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教選修32

4法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)點(diǎn)1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源． 2．產(chǎn)生的條件：不論電路閉合與否，只要穿過(guò)它的磁通量發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果電路閉合，電路中就有感應(yīng)電流．磁通量Φ磁通量變化量ΔΦ磁通量變化率物理意義表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)的多少表示在某一過(guò)程中穿過(guò)某一面積磁通量變化的多少表示穿過(guò)某一面積的磁通量變化的快慢大小計(jì)算Φ＝BS⊥

，S⊥為與B垂直的面積ΔΦ＝Φ2－Φ1，ΔΦ＝BΔS或ΔΦ＝SΔB注意若某個(gè)面有方向相反的磁場(chǎng)穿過(guò)，則不能直接用Φ＝BS⊥

，應(yīng)考慮相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量開始和轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)平面都與磁場(chǎng)垂直，穿過(guò)平面的磁通量是不同的，一正一負(fù)，ΔΦ＝2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在Φ－t圖象中用圖線的斜率表示知識(shí)點(diǎn)2法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)點(diǎn)3導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1．一部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式 (1)E＝BLv(B⊥L、v⊥L、v⊥B)． (2)E＝BLvsinθ(不滿足兩兩互相垂直，比如：B⊥L、v⊥L、v與B有夾角θ)． (3)如果BLv中任意兩個(gè)量平行，則導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，E＝0. 2．反電動(dòng)勢(shì)：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，削弱電源電動(dòng)勢(shì)作用，叫做反電動(dòng)勢(shì)．電源電動(dòng)勢(shì)正是克服這個(gè)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．E＝BLvsinθ區(qū)別求的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)求的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由于是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此電源部分不容易確定由于是一部分導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，該部分就相當(dāng)于電源聯(lián)系公式E＝n和E＝BLvsinθ是統(tǒng)一的，當(dāng)Δt→0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而公式E＝BLvsinθ中的v若代入平均值，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

【例1】如圖4－4－1所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導(dǎo)線ab，從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，求：圖4－4－1

(1)t時(shí)刻角架的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； (2)t時(shí)間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．

解：(1)導(dǎo)線ab從頂點(diǎn)c向右勻速運(yùn)動(dòng)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度de隨時(shí)間變化，設(shè)經(jīng)時(shí)間t，ab運(yùn)動(dòng)到de的位置，則

de＝cetanθ＝vttanθ t時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv＝Bv2ttanθ. (2)t時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

1．(雙選)如圖4－4－2所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線ab放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬為d，導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)的速度為v，方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面)BD向外，ab與導(dǎo)軌的夾角為θ，則回路中的電動(dòng)勢(shì)為( 圖4－4－2A．BLvB．BLvsinθC．BdvsinθD．Bdv的應(yīng)應(yīng)用用題型型1公式式E＝nΔΦΔt【例例2】如圖圖4－4－－3甲甲所所示示，，圓圓形形線線圈圈M的匝匝數(shù)數(shù)為為50匝，，它它的的兩兩個(gè)個(gè)端端點(diǎn)點(diǎn)a、b與理理想想電電壓壓表表相相連連，，線線圈圈中中磁磁場(chǎng)場(chǎng)方方向向如如圖，，線線圈圈中中磁磁通通量低與電壓壓表讀數(shù)數(shù)為()圖4－4－3A．Φa>Φb，20VC．Φa<Φb，20VB．Φa>Φb，10VD．Φa<Φb，10V解析：由題意可可知，線線圈M的磁場(chǎng)的的磁通量量隨時(shí)間間均勻增加，則E＝nΔΦΔt＝50×－28×100.4V＝10V．由楞次定律律可知，，此時(shí)感應(yīng)電電流的磁磁場(chǎng)與原原磁場(chǎng)反反向，由由右手螺螺旋定則則可以看看出，此時(shí)a點(diǎn)的電勢(shì)勢(shì)較高．．答案：B2．如圖圖4－－4－4所示示，半徑徑為r的金屬環(huán)環(huán)繞通過(guò)過(guò)某直徑徑的軸OO′，以角角速度ω做勻速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，勻勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)的磁感感應(yīng)強(qiáng)度度為B，從金屬環(huán)環(huán)面與磁磁場(chǎng)方向向重合時(shí)時(shí)開始計(jì)計(jì)時(shí)，則則在金屬屬環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)30°角的過(guò)程程中圓環(huán)環(huán)產(chǎn)生的電電動(dòng)勢(shì)的的平均值值是多大大？圖4－－4－4題型2公式E＝BLvsinθ的應(yīng)用【例3】如圖4－4－5所示示把線框框abcd從磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)中勻勻速拉出出，速度度方向與與ab邊垂直向左左，速度度的大小小為v，線圈的的邊長(zhǎng)為為L(zhǎng)，每邊的電電阻為R，問線圈圈在運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中中(線框框abcd都沒有離離開磁場(chǎng)場(chǎng))，ab兩點(diǎn)的電電勢(shì)差為為多少；電路路中的電電流為多多少？解：當(dāng)線框abcd整個(gè)在磁磁場(chǎng)的時(shí)時(shí)候，穿穿過(guò)線圈圈的磁通通量不變，無(wú)感感應(yīng)電流流，而Uab＝E＝BLv.圖4－－4－53．把總總電阻為為2R的均勻電電阻絲焊焊接成一一半徑為為a的圓環(huán)，，水平固定定在豎直直向下，，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)中，，如圖4－4－－6所所示，一一長(zhǎng)度為為2a，電阻等等于R，粗細(xì)均均勻的金金屬棒MN放在圓環(huán)環(huán)上，它它與圓環(huán)環(huán)始終保保持良好好的接觸觸．當(dāng)金金屬棒以以恒定速度度v向右移動(dòng)動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)環(huán)心O時(shí)，求：：圖4－－4－6(1)流流過(guò)棒的的電流的的大小、、方向及及棒兩端端的電壓壓UM