2008年高中物理学科《电磁感应》课件人教版选修三.ppt

【知识要点】 一、磁通量 二、感应电动势和感应电流 的发生条件 三、感应电流的方向:右手定则右手定则及楞次定律及楞次定律 四、感应电流的大小: 法拉第电磁感应定律 5、典型例题 二、感应电动势和感应电流的发生条件 1．感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流． 其中“磁通量的变化”可能是： ①导体所围面积的变化； ②磁场与导体相对位置的变化； ③磁场本身强弱的变化。 若电路不闭合，就不会产生感应电流，但电路中仍有感应电动势． ①导体所围面积的变化 三、感应电流的方向:右手定则及楞次定律 1.用右手定则确定感应电流的方向 2．楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 用楞次定律确定感应电流的方向 一、法拉第电磁感应定律: 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．这就是法拉第电磁感应定律． 公式的含义： (1)感应电动势的大小与磁通量的大小无关，只与磁通量的变化率(即磁通量的变化快慢)有关． (2)感应电动势的产生与磁通量发生变化的原因无关．即磁通量的变化可能是△Φ＝△BS sin θ ，或者是△Φ＝B △S sinθ，或者是△Φ＝BS(sinθ1- sinθ2) ，只要△Φ≠0，就有感应电动势．(式中θ是线圈平面与磁场方向间的夹角) 几种情况的感应电动势的计算： 1．对n匝线框构成的回路由于磁感应强度的变化产生的感应电动势 (1)当线圈平面与磁场方向垂直时感应电动势的大小 (2)当线圈平面与磁场方向夹角为θ时感应电动势的大小 2．导体在磁场中运动产生的感应电动势 (1)导线的切割方向与磁场方向垂直成:设长为L的导体ab，在磁感强度为B的匀强磁场中以速度v向右匀速运动，导体产生的感应电动势 (2)导线的切割方向与磁场方向成θ角: 另:电动势的方向(电势的高低)由右手定则确定．这时切割磁感线的导体等效于电源，在电源内部其电流方向由电势低的一端指向电势高的一端；所以四指所指的方向也就是感应电动势的方向． 关于公式的几点说明： (1)公式适用条件，导体上各点的B和v必须处处均匀(即大小、方向都相同)．B，L必须相互垂直,L的运动方向v与B成θ角． (2) ε＝BLv sinθ由ε＝??/?t导出,但又有区别, ε＝??/?t表示在△t时间内回路产生的平均电动势，ε＝BLv sinθ可以是平均电动势，也可以是即时电动势，其含义与v一一对应． (3).若导体棒绕某一固定转轴切割磁感线时，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用棒中点的速度等效替代切割速度，常用公式E=BLv中. (4).公式中的L为有效切割长度，即垂直于B、垂直于v且处于磁场中的直线部分长度；此公式是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式. 3.线圈平面在匀强磁场中旋转 4．自感电动势 L为自感系数，它与线圈的形状、匝数以及铁芯的材料有关． 自感电动势(电流)的方向：当导体回路的电流增加时，自感电动势(电流)、的方向与原电流方向相反；当导体回路中的电流减小时，自感电动势(电流)的方向与原电流方向相同． 【典型例题】 例1．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位 例4:如图所示装置，有两根平行导轨，导轨的前段是倾斜的，后段是水平的，导轨的水平段处于竖直向下的匀强磁场B中．有两个相同的金属杆，质量为m，杆与导轨垂直接触，两触点间距为l，电阻为R．一根杆静放在水平导轨上，另一根放在距水平导轨高为h的斜轨上初速释放．该导轨足够长，杆与导轨始终垂直，不计杆与导轨的摩擦，试求： (1)两杆最后达到的速度； (2)从开始到达到最后速度时在电路中所产生的热． 例5．平行光滑的金属导轨宽度为L，导轨平面与水平面成θ角，导轨回路内接有一个定值电阻R和一节电动势为ε、内电阻为r的电池(导轨其余电阻均不计，长度足够长)．空间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B．一根质量为m的金属棒ab水平放置在导轨平面上，如图所示．无初速释放ab．试分析ab的运动情况，求出ab运动达到稳 例2．如图(1)所示，垂直纸面向里的匀强磁场宽度为L，磁感应强度为B．一个单匝线圈abcdef的电阻为R，以恒定速度v垂直于B的方 (1)画出线圈中感应电流(以逆时针方向为电流的正向)I随时间t变化的函数图像； (2)画出对线圈所施加的水平拉力(以向右为拉力的正向)F随t变化的函数图像； (3)计算拉力F所做的功． 例5．图(1)中abcd是一边长为l、具有质量的刚性导线框，位于