法拉第电磁感应定律
7页1、第 1 页 共 8 页第 2 课时 法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势:在 中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于 ,导体的电阻相当于 (2)感应电流与感应电动势的关系:遵循 定律,即 I .ER r2法拉第电磁感应定律(1)内容: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 成正比(2)公式:En ,n 为线圈匝数t3导体切割磁感线的情形(1)若 B、 l、v 相互垂直,则 EBlv.(2)EBlvsin , 为运动方向与磁感线方向的夹角(3)导体棒在磁场中转动:导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 EBl Bl2(平均速v12度取中点位置线速度 l)12【针对练习】1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2如图中半径为 r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场 B
2、中,绕 O 轴以角速度 沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻 R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A由 c 到 d,IBr 2/R B由 d 到 c,I Br2/RC由 c 到 d, IBr 2/(2R) D由 d 到 c,I Br 2/(2R)第 2 页 共 8 页【考点一】公式 En/t 的应用1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定,而与磁通量 、t磁通量的变化量 的大小没有必然联系(2)当 仅由 B 引起时,则 En ;当 仅由 S 引起时,则 En .SBt BSt2磁通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率t【例 1】如图甲所示,一个电阻值为 R,匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1 连接成闭合回路线圈的半径为 r1,在线圈中半径为 r2 的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度 B随时间 t 变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0,导线的电阻不计求 0 至 t1时间内(1)通过电阻 R1 的电流大小和方向(2)通过电阻 R1 的电荷量 q
3、及电阻 R1 上产生的热量【突破训练】1一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在 1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A. B1 C2 D412【考点二】公式 EBl v 的应用1使用条件本公式是在一定条件下得出的,除了磁场是匀强磁场外,还需 B、l、v 三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时,应取垂直的分量进行计算,公式可为 EBlvsin , 为 B 与 v 方向间的夹角第 3 页 共 8 页2使用范围导体平动切割磁感线时,若 v 为平均速度,则 E 为平均感应电动势,即 Bl .若 v 为瞬时速度,则E vE 为相应的瞬时感应电动势3有效性公式中的 l 为有效切割长度,即导体与 v 垂直的方向上的投影长度例如,求下图中 MN 两点间的电动势时,有效长度分别为甲图:lcdsin .乙图:沿 v1 方向运动时,l ;沿 v2 方向运动时,l 0.MN丙图:沿 v1 方向运动时,l R;沿 v2 方向运动
4、时,l 0;沿 v3 方向运动时,l R .24相对性EBl v 中的速度 v 是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系【例 2】(多选)(2012高考四川卷)半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆,单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为 B.杆在圆环上以速度v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心 O 开始,杆的位置由 确定,如图所示则( )A 0 时,杆产生的电动势为 2BavB 时,杆产生的电动势为 Bav3 3C0 时,杆受的安培力大小为 02)(RaBD 时,杆受的安培力大小为3 02)35(【突破训练】2如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周,在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率 的
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