法拉第电磁感应定律省赛一等奖

法拉第

电磁感应定律（1）闭合电路利用磁场产生电流的现象问题1：什么叫电磁感应现象？问题2：产生感应电流的条件是什么？（2）磁通量变化问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。甲NSG乙产生电动势的那部分导体相当于电源1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势有电动势不一定有电流。一、感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势;若电路又闭合,电路中就有感应电流磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质观察实验,分析思考:问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同Φ变化产生E产生I问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？Φ变化的快慢不同Φ变化相同都产生了EI产生的EI大小不等磁通量变化越快，感应电动势越大。磁通量的变化快慢越大从条件上看从结果上看相同不同问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同磁通量的变化率二、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。1内容:注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。2公式:n为线圈的匝数问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗可以类比速度、速度的变化和加速度磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大小,零，磁通量的变化率不一定大小,零;磁通量的变化大小，磁通量的变化率不一定大小思考与讨论

物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义有一个50匝的线圈，，求感应电动势。25V例与练1一个100匝的线圈，。求线圈中的感应电动势。16V例与练2一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,。求线圈中的感应电动势。例与练3如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在金属环转过900角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大00'B例与练4Φ/10-2Wbt/sABD01201单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、ABD例与练5斜率表示Φ的变化率三、导体作切割磁感线运动感应电动势计算例题1：如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导轨宽为Ｌ，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势解：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相对于磁场的速度）E=BLVB,L,V两两垂直θvBV1V21。若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角导体斜切磁感线θ为v与B夹角三、导体切割磁感线时的感应电动势2,若导体运动方向跟L方向有夹角θ为v与L夹角三、导体切割磁感线时的感应电动势abθvv13、导线的长度L应为有效长度首尾相连）Lv三、导体切割磁感线时的感应电动势4、速度v为平均值瞬时值,E就为平均值瞬时值一般应用求瞬时电动势。四，公式

①与公式

②的区别和联系？1①求出的是平均感应电动势,E和某段时间或某个过程对应；②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应1区别：1公式①中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势2公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。2、联系：问题：公式

①与公式

②的区别和联系？公式①和公式②是统一的如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLVsinθ例与练7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=L1,bc=L2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转过1/4周过程中线圈产生的平均感应电动势，2转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势3转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势3转过1/2周过程中线圈中产生的平均感应电动势，转动1周的过程中ab边产生的感应电动势哪个时刻最大哪个时刻最小思考:例与练8B00'aωdcb如图,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ωAOA'例与练9问题1：在P16图44-3中,电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样AB边、CD边受力方向怎样线圈的运动方向怎样直流电动机的原理:通电导线在磁场中受安培力而运动问题2：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗方向怎样问题3：感应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了线圈的转动四、反电动势1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势2、作用：阻碍线圈的转动线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能电能转化为其它形式的能问题4：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四、反电动势3、应用：电动机停止转动,就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查如图,,它们的电阻不计,在M和／s的速度向右做匀速运动1ab中的电流多大ab两点间的电压多大2维持ab做匀速运动的外力多大3ab向右运动1m的过程中,外力做的功是多少电路中产生的热量是多少RBrPMNaQbvWF=I=F=Q=U=例与练10关于电磁感应，下述说法中正确的是A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D注意:感应电动势E与Φ、△Φ、△Φ/△t的关系例与练11如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=,接有电阻R=020Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=,跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=的速度向右匀速滑动时，试求：1导体ab上的感应电动势的大小2回路上感应电流的大小E=BLv=例与练12小结：①由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，所以也可用下式求E②如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是外电路上的电压，即如图,有一匀强磁场B=10×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？例与练13小结：也可用进行计算,因为从O→A,各点的线速度是均匀变化的,故取棒中点的速度代表棒的平均速度，由仍得到上面的结果如图，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为