高三物理复习第十章法拉第电磁感应定律

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Transcript 高三物理复习第十章法拉第电磁感应定律

导入新课
什么叫电磁感应现象?产生感
应电流的条件是什么?
zxxk
利用磁场产生电流的现象
产生感应电流的条件是:
(1)闭合电路(2)磁通量变化
产生的感应电流的方向与那些因素
有关?用什么来判断?
与原磁场的方向和磁通量的变化有关
用楞次定律来判断
F合
试从本质上比较甲、乙两电路的异同。
甲
乙
相同点:两电路都是闭合的,有电流
不同点:甲中有电池(电源) zxxk
乙中有螺线管(相当于电源)
有电源就有电动势。
感应电动势
v
R
b
S v
N a
a
a
R
r
E
b
a
r
E
L G
b
G
b
(1)在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势
(2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源
思考与讨论
感应电动势的大小跟哪些因素有关?
演示实验
知识拓展
磁通量φ 磁通量变化ΔΦ
Δφ
磁通量的变化率
Δt
磁通量:φ表示穿过某一面积的磁感线的条数
磁通量变化:△φ=φ2—φ1

磁通量变化率:
t
阅读教材,回答如何求感应电动势的大小?
内容
电路中的感应电动势的大小,跟穿过这一电路
的磁通量的变化率成正比。 zxxk
公式
(式中物理量都取国际单位)

E 
t
V
Wb
s
注意:公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.
感应电动势的方向与感应电流方向相同。(标量)
例一
t1时刻穿过闭合电路的磁
通量为Φ1,t2时刻穿过
闭合电路的磁通量为Φ2
线圈匝数为n,求闭合
电路中产生感应电动势E。

En
t
求出的E为平均感应电动势
适用范围
一切电磁感应现象
例二 半径为r的圆形匀强磁场,B随时
间t的变化如图,求产生的感应电动势E的大小。
B
B2
B1
0
t1
t2
t
表达式拓展
若线圈平面与B垂直,且S一定,则
B
En
S
t
若线圈平面与B垂直,且B一定,则
S
E  nB 
t
导体作切割磁感线运动
R
v
例三 长度为L的导
体棒以v速度匀速向
右运动,产生的磁
感应强度E是多少?
匀强磁场为B。
E=BLV
当导线L垂直于磁场B,并以速度V垂直于L
和B作切割磁感线运动时,导线上产生的感应电
动势:E=BLV。
在国际单位制中:
B——特斯拉
L——米
V——米/秒
E——伏特
B
V
L
I
说明
(1)导线的长度L应为垂直于B的有效长度
(2)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
(3)速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值
(瞬时值)
3.反电动势
此电动势阻碍电路中原
来的电流.
故称之为反电动势
V
安 培 力 方 向
转动速度方向
S
N
电
动
机
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?
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。 zxxk
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。
课堂小结
1.导体做切割磁感线运动时,感应电动势可由
E=Blv确定.
2.穿过电路的磁通量发生变化时,感应电动势
由法拉第电磁感应定律确定,即E=ΔΦ/Δt
3.感应电动势就是电源电动势.有关闭合电路
相关量的计算在这里都适用.
4.同学们应该会证明单位关系:V=Wb/S.
2.图表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动
的情形,图中导体垂直于纸面,O表示导体的横截
面,a、b、c、d分别表示导体运动中的四个不同位
置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向,则导
体中感应电流的方向为垂直纸面向里时,导体的位
置是( A )
A、a
B、b
C、c
D、d
3.如图所示,当长直导线中电流减小时,两轻质
闭合导体环 a、b 将如何运动?
当长直导线中的电流减小时,它在其周围产生的磁
场将减弱,两导体环中的磁通量亦将减少。因而,
两环中产生感应电流的原因都是穿过其中的磁通量
在减少,所产生的感应电流的结果必将“反抗磁通
量的减少”。又因越靠近直导线处,磁场越强,所
以,导体环和 b 都向直导线靠近。即环向右移动, b
环向左移动。
课后习题答案
1.解答:D
2.解答:0.175A
3.解答:7.2×10 V
3
4.解答:可以。声音使纸盒振动,线圈将随纸盒
振动,线圈切割磁感线,产生感应电流。
5.解答:因为线圈绕oo’轴转动时,线圈长为L2的边
切割磁感线的速度变化,感应电动势因而变化。根
据公式E=Blvsinθ和v=wr有E=BL1L2wsinθ。因为
S=L1L2,θ=90,所以E=BSW。
6.解答:(1)4
(2)2
7.解答:管中有导电液体流过时,相当于一段长为d
的导体在切割磁感线,产生的感应电动势E=Bdv。
液体的流量Q=v 即液体的流量与电动势E的关系
是Q= zxxk