4.4法拉第电磁感应定律解析课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,4.4,法拉第电磁感应定律二,,1,、,如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.,,（1）a b中的电流多大? a b两点间的电压多大？,,,（2）维持a b做匀速运动的外力多大？,,,R,B,r,P,M,N,a,Q,b,v,课堂练习,I=0.5A,F=0.1N,U=,2,V,,N,S,电动机,安培力方向,,转动速度方向,,,,,,四、反电动势,问题,1,：,电动机线圈的转动会产生感应电动势,.,这个电动势是加强了电源产生的电流,,,还是削弱了电源的电流,?,是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动,?,问题,2,：,如果电动机因机械阻力过大而停止转动,,,会发生什么情况,?,这时应采取什么措施,?,电动机转动时产生的感应电动势,削弱,了电源的电流,,,这个电动势称为,反电动势,.,反电动势的作用是,阻碍线圈的转动,.,这样线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能,,,电能转化为其它形式的能,.,电动机停止转动,,,这时就没有了反电动势,,,线圈电阻一般都很小,,,线圈中,电流会很大,,,电动机可能会烧毁,.,这时,,,应,立即切断电源,,,进行,检查,.,请看实验,,导体棒绕一端垂直于匀强磁场做匀速圆周运动时，如何求感应电动势,,,如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。

ω,A,O,A',,2,、,如图所示，平行金属导轨间距为,d,，一端跨接电阻,R,，匀强磁场磁感应强度为,B,，方向垂直于导轨平面，一根长金属棒与导轨成,θ,角放置，棒与导轨电阻不计，当棒沿垂直于棒的方向以恒定速率,v,在导轨上滑行时，通过电阻的电流是,(,,),,1,．一般情况下，计算感应电动势的平均值和瞬时值时分别用哪个公式？,,2,．两个公式的适用条件是什么？能用,,E,＝,BLvsin,,θ,计算平均感应电动势吗？,,,,,E,＝,Blvsin,,θ,区别,研究对象,一个回路,在磁场中运动的一段导体,,物理意义,求的是,Δ,t,时间内的平均感应电动势，,E,与某段时间或某个过程对应,若,v,为瞬时速度，公式求的是瞬时感应电动势；若,v,为平均速度，公式求的是平均感应电动势,,适用范围,对任何电路普遍适用,只适用于导体切割磁感线运动的情况,,联,,系,(1)E,＝,Blvsin,,θ,是由,,在一定条件下推导出来的,,(2),一般用于求平均感应电动势，在,Δ,t,→,0,时,E,为瞬时感应电动势,,电磁感应中的电路问题,问题分类：,,（,1,）确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题。

2,）根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问题3,）根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：,,把总电阻为,2R,的均匀电阻丝焊接成一半径为,a,的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为,B,的匀强磁场中，如图所示，一长度为,2a,，电阻等于,R,，粗细均匀的金属棒,MN,放在圆环上，它与圆环始终保持良好接触当金属棒以恒定速度,v,向右移动经过环心,O,时，求：,,（,1,）棒上电流的大小和方向；,,（,2,）棒两端的电压,U,MN,；,,（,3,）在圆环和金属棒上消耗的总热功率总结提升,】,电磁感应问题的分析方法,,（,1,）明确电路结构，分清内、外电路2,）根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小，如果是磁场变化，由,E=,计算；如果是导体切割磁感线，由,E=,B,l,v,计算3,）根据楞次定律判断感应电流的方向4,）根据电路组成列出相应的方程式横截面积,S=0.2m,2,，匝数,n=100,匝的线圈,A,，处在如图甲所示的磁场中，磁感应强度,B,随时间按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，规定向外为正方向电路中,R,1,=4Ω,，,R,2,=6Ω,，,C=30μF,，线圈电阻不计。

1,）闭合,S,稳定后，求通过,R,2,的电流大小和方向；,,（,2,）闭合,S,一段时间后再断开，则断开后通过,R,2,的电荷量是多少？,答案：（,1,）,0.4 A,电流方向向下 （,2,）,7.2×10,－,5 C,,某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为,4.5,×,10,－,5,T,．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽,100 m,，该河段涨潮和落潮时有海水,(,视为导体,),流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为,2,m/s,.,下列说法中正确的是,,A,．电压表记录的电压为,5 mV,,B,．电压表记录的电压为,9 mV,,C,．河南岸的电势较高,,D,．河北岸的电势较高,课堂练习,【,答案,】,,BD,,如图所示，边长为,L,、不可形变的正方形导线框内有半径为,r,的圆形磁场区域，其磁感应强度,B,随时间,t,的变化关系为,B,＝,kt,(,常量,k>0),．回路中滑动变阻器,R,的最大阻值为,R,0,，滑动片,P,位于滑动变阻器中央，定值电阻,R,1,＝,R,0,、,R,2,＝,.,闭合开关,S,，电压表的示数为,U,，不考虑虚线,MN,右侧导体的感应电动势，则,(,,),高考真题,A,．,R,2,两端的电压为,,B,．电容器的,a,极板带正电,,C,．滑动变阻器,R,的热功率为电阻,R,2,的,5,倍,,D,．正方形导线框中的感应电动势为,kL,2,本题考查的是电磁感应与电路问题,，,利用法拉第电磁感应定律、楞次定律、串联和并联电路特点及欧姆定律和电功率的计算公式解决问题．,,,,高考真题,,(2013,·,浙江高考,),磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度,v,0,刷卡时，圈中产生感应电动势，其,E,­,t,关系如图所示．如果只将刷卡速度改为 ，线圈中的,E,­,t,关系图可能是,【,答案,】,,D,,2,、,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L,1,,bc=L,2,线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。

求:,,(1)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势,,(2)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势,课堂练习,B,d,O,O',a,b,ω,c,,。