13法拉第电磁感应定律-北京通州区第四中学

法拉第电磁感应定律1通州区第四中学

刘玉芹

2009.12.10电磁感应现象的发觉、探讨、应用，把人类社会带入了飞速发展的电的时代。电磁感应现象的应用在生产、生活中都特殊普遍。变压器葛洲坝发电机组应用实例：电磁感应封口机封口产品电磁感应采暖炉高频感应焊接设备节能电磁感应加热器感应电磁炉美国海军探讨局正在接着研发舰载电磁轨道炮，该武器可在6分钟之内将炮弹打到250英里远的地方！是一种“以炮弹的成本达到导弹的射程”的致命武器！英国BAE系统公司将为美国海军研制的电磁炮的效果图402km电磁感应现象产生条件描述应用自感回路磁通量发生变更（本质是感应电动势，闭合回路有感应电流）感应电流方向感应电动势大小楞次定律（普适）右手定则（杆切割）法拉第电磁感应定律1.一般式2.平动切割式3.转动切割式力学问题能量问题电路问题图像问题本质通电自感、断电自感一、本章学问结构∽∽基础梳理∽∽二、感应电动势1.概念2.产生条件3.方向4.产生形式∽∽基础梳理∽∽在电磁感应现象中产生的电动势磁通量变更，与电路是否闭合无关楞次定律、右手定则，电源内电流流向就是电动势方向磁场变更而产生----感生切割运动而产生----动生BtBRRE,rE——感生电动势∽∽基础梳理∽∽等效电路E——动生电动势BRRE、r∽∽基础梳理∽∽等效电路等效是探讨问题的一种方法v5.大小---法拉第电磁感应定律1）内容2）表达式3）特例---导体杆切割磁感线∽∽基础梳理∽∽电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变更率成正比n是线圈匝数平动切割转动切割

平动切割---*适用于计算回路中一部分导体在匀强磁场中切割磁感线运动时，该导体产生的瞬时感应电动势或平均感应电动势*

B、l、v两两垂直，即B⊥l⊥v*

l—导体在垂直磁场方向的有效切割长度BlvBlvθBvBv∽∽基础梳理∽∽E=Blv转动切割Bωl∽∽基础梳理∽∽1.产生感应电动势的导体相当于电源，其上电阻相当于电源内阻2.电源内电流流向就是电动势方向（电源正极）∽∽规律方法解读∽∽BRRE,rIv3.区分Φ、△Φ、△Φ/△tE感与Φ无关△Φ确定E感的有无△Φ/△t确定E感的大小4.比较普遍与特殊、回路与一段直导线∽∽规律方法解读∽∽v--瞬时性，a与v无关△v—一段时间内的改量，确定a的有无△v/△t—速度变更率，即aE=BLv类比是探讨问题常用的方法5.两种感应电动势的处理方法磁场变更产生多用导体杆切割产生多用E=BLv∽∽规律方法解读∽∽平均瞬时∽∽探讨交流∽∽对本部分学问还存在什么问题？例1、（09山东）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝BavD．感应电动势平均值∽∽课堂互动∽∽√√√CDCD题后小结：本题考查的学问点？用到的规律公式？解此题须要留意的问题？v归纳：本题考查“楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力、感应电动势、左手定则”。注意“切割”的等效长度，求电动势平均值用，求瞬时值用E=BLv，用题中所给字母表示物理量∽∽课堂互动∽∽例2、（08北京）匀整导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，1）求线框中产生的感应电动势大小;2）求cd两点间的电势差大小;3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。dcbaBLh题后小结：本题考查的学问点？用到的规律公式？解此题须要留意的问题？归纳：本题考查“自由落体、安培力、感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿其次定律、左右手定则”。留意“切割”的等效长度；求瞬时值用E=BLv；等效的内、外电路；列原始方程，不要方程套方程；区分左右手;区分F、E的公式；最终结果是不是题中已知量。1.如图，光滑水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab，金属导体长l=0.5m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在F=0.4N的水平恒力作用下由静止起先向右运动，电阻R上消耗的最大电功率为P=0.4W。设水平金属框架足够长，电阻不计。1)试推断金属导体a、b两端电势凹凸2)金属导体ab的最大速度3)求匀强磁场的磁感应强度∽∽自主体验∽∽a端高，v=1.25m/s，B=0.8T题后小结：本题考查的学问点？用到的规律公式？解此题须要留意的问题？归纳：考查左右手定则、感应电动势、闭合电路欧姆定律、功率计算、串联特点。留意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分2.（04北京）如图甲所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的匀整直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于匀强磁场B中，磁场方向垂直于斜面对下。导轨和金属棒的电阻都不计。让ab杆由静止起先下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们间摩擦。1）由b向a方向看到的装置如图乙，在此图中画出ab下滑过程中某时刻的受力示意图2）在加速下滑过程中，当ab棒的速度大小为v时，流过ab棒的电流大小及其加速度的大小？3）ab棒可以达到的最大速度的大小∽∽自主体验∽∽题后小结：本题考查的学问点？用到的规律公式？解此题须要留意的问题？归纳：考查左右手定则、受力分析、感应电动势、闭合电路欧姆定律、安培力、牛顿其次定律。留意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分感应电动势的有无、方向及感应电动势大小的计算是高考的重点；导体杆切割产生感应电动势需娴熟驾驭。∽∽课后小结∽∽∽∽作业∽∽P283--2841.水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m，左端接一电阻R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦的沿导轨滑动，导轨和导体棒电阻不计，当ac以ν=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时（1）ac中感应电动势（2）回路中感应电流的大小（3）维持棒ac匀速运动的水平外力F的大小

2.如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，间距为l＝0.50m，导轨上端接有电阻R＝0.80Ω，导轨电阻忽视不计。空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面对外。质量为m=0.02kg、电阻r＝0.20Ω的金属杆MN，从静止起先沿着金属导轨下滑，下落确定高度后以v