3.11高二物理-法拉第電磁感應(yīng)定律-何晶

人教版選修3-2

第四章第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理科何晶測(cè)量列車的速度中國高鐵世界領(lǐng)先為其保障安全運(yùn)行，我們需要監(jiān)測(cè)其速度，你想知道其原理嗎？中國航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，你想知道其中的奧秘嗎?當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)保持相對(duì)靜止，兩者用導(dǎo)電電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進(jìn)行多種科學(xué)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有一顆繩系衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運(yùn)行。衛(wèi)星位于航天飛機(jī)正上方，它與航天飛機(jī)間的距離是20.5km，衛(wèi)星所在位置的地磁場(chǎng)為B＝4.6×10－5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機(jī)和衛(wèi)星的運(yùn)行速度是7.6km/s，求纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。兩圖中，電阻R中是否有電流通過？方向如何？ab兩點(diǎn)間有無電壓？圖1abBRv圖2RSS圖1中哪部分電路與圖2中電源作用相同？哪部分相當(dāng)于電源的內(nèi)阻？若兩圖中電鍵斷開，電阻R中是否有電流通過？ab兩點(diǎn)間有無電壓？ab在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。如果電路是斷開的，電路中就沒有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍然存在。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)請(qǐng)找出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體會(huì)找等效電源是解決電磁感應(yīng)問題的第一步①②③感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小的影響因素在用導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的速度越快、磁體的磁場(chǎng)越強(qiáng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大；在向線圈中插入條形磁鐵的實(shí)驗(yàn)中，磁鐵的磁場(chǎng)越強(qiáng)、插入的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。這些經(jīng)驗(yàn)向我們提示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能與磁通量變化的快慢（磁通量的變化率）有關(guān)。

1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式（單位：V）

若有n匝線圈，則相當(dāng)于有n個(gè)電源串聯(lián)，總電動(dòng)勢(shì)為：注意：這幾個(gè)公式只表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及它的正負(fù)，計(jì)算時(shí)?Φ應(yīng)取絕對(duì)值。感應(yīng)電流的方向用楞次定律或右手定則判斷。紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后指出：如圖所示為穿過某閉合線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖，試根據(jù)圖說明：（1）穿過某線圈的磁通量Φ何時(shí)最大？何時(shí)最?。浚?）何時(shí)最大？何時(shí)最??？（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E何時(shí)最大？何時(shí)最??？

ΦtOt1t2t3t4

如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，導(dǎo)線長度為L，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)a’b’×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×

××Gabv導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)過程中線框的面積變化量是穿過閉合電路的磁通量的變化量則是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律由此求得閉合電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv

對(duì)E＝BLv的理解①②θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線（θ為v與B的夾角）

（若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）有效切割速度有效導(dǎo)線長度導(dǎo)線的橫截面甲如圖所示，一個(gè)矩形閉合線圈abcd的邊長分別為ab=l1和ac=l2，匝數(shù)為n，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B。(轉(zhuǎn)軸OO’在ac中點(diǎn)處)①求線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。②求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。①②感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式的比較長度為

L的一根直導(dǎo)線，在均勻磁場(chǎng)

B中，以一端為軸，在垂直于磁場(chǎng)的平面上，以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，如