高中物理新课标版人教版选修3-2课件：(选修3-2)43电磁感应定律的应用.ppt

1、复习提问：复习提问：1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的 2：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？电动势是否还存在呢？动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在动势依然存在。在电磁感应现象里，既然闭合电路里在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电有感应电流，那么这个电

2、路中也必定有电动势，在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源应电动势的那部分导体就相当于电源 例：找出下图中相当于电源的那部分导体例：找出下图中相当于电源的那部分导体 感应电动势感应电动势：影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素结论：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关。结论：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关。设时刻设时刻 时穿过闭合电路的磁通量为时穿过闭合电路的磁通量为 ，设时刻，设时刻 时穿过时穿过闭合电路的磁通量为闭合电路的磁通量为 ，则在时间，则在时间 内磁

3、通量的内磁通量的变化量为变化量为 ，则感应电动势为：，则感应电动势为：当当E单位为单位为V，单位为单位为Wb，t单位为单位为s时，时，K=1。法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，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跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比（单匝线圈）（单匝线圈）（单匝线圈）（单匝线圈）例：求图中导体棒例：求图中导体棒ef产生的感应电动势：产生的感应电动势：即：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，导体里产即：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，导体里产生的感应电动势的大小，跟磁感强度、导体的长度、导生的感应电动势的大小，跟磁感强度、

4、导体的长度、导体运动的速度成正比体运动的速度成正比 例例1：如下图所示，长为如下图所示，长为L的铜杆的铜杆OA以以O为轴在垂直于匀强磁为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度场的平面内以角速度匀速转动，磁场的磁感应强度为匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆，求杆OA两端的电势差两端的电势差 例例2：如下图所示，半径为如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴的金属环绕通过某直径的轴 ，以角速度以角速度作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30角的过角的过程中，环

5、中产生的电动势的平均值是多大？程中，环中产生的电动势的平均值是多大？解：当金属环面与磁感线平行时，穿过环的解：当金属环面与磁感线平行时，穿过环的磁通量磁通量 当环转过对当环转过对30时，环平时，环平面在垂直磁感线方向的投影面在垂直磁感线方向的投影 ，穿过环的磁通量，穿过环的磁通量 所所以，在环转过以，在环转过30的过程中，环中平均感应的过程中，环中平均感应电动势电动势 例例3 如图如图1所示把线框所示把线框abcd从磁感应强度为从磁感应强度为 的匀强磁场中匀的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与速拉出，速度方向与ab边垂直向右，速度的大小为边垂直向右，速度的大小为 ，线圈，线圈的边长为的边长为 ，每

6、边的电阻为，每边的电阻为 ，问，线圈在运动过程中，问，线圈在运动过程中，ab两点的电势差为多少？两点的电势差为多少？解解：当线框当线框abcd 整个在磁场的时候，穿过线圈的整个在磁场的时候，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，磁通量不变，无感应电流，ab和和cd两边切割磁感两边切割磁感线，等效电路图如图线，等效电路图如图2所示：所示：当当cd边离开磁场，边离开磁场，ab边切割磁感线，边切割磁感线，ad，bc，cd边的电阻属于外阻，等效电路图如图边的电阻属于外阻，等效电路图如图3所示：所示：例例4 4、导体棒总长为、导体棒总长为L L，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B B方向垂方向垂直纸面向里

7、的匀强磁场中，如右图，在其中点直纸面向里的匀强磁场中，如右图，在其中点C C弯弯折，使折，使bcbc与与acac成成6060角，则当角，则当abab在水平面内在水平面内沿垂直于沿垂直于acac的方向以速的方向以速度度V V向上匀速平动时，向上匀速平动时，求导线求导线abab两端的感应电两端的感应电动势大小动势大小【3LVB/43LVB/4】例例5、矩形线圈矩形线圈abcdabcd，abab=l=l1 1，bcbc=l=l2 2，垂直处于有界的匀强磁场中，磁感垂直处于有界的匀强磁场中，磁感强度为强度为B B，将线圈，将线圈V V以匀速拉出磁场以匀速拉出磁场区域，线圈的电阻为区域，线圈的电阻为R

8、R，求，求 1.1.感应电流大小和方向感应电流大小和方向2.2.拉力的大小拉力的大小3.3.拉力做的功拉力做的功4.4.拉力的功率拉力的功率5.5.通过导体横截面电量通过导体横截面电量abcdV例6、如图，光滑竖直框架电阻不计，匀强磁场垂直其平面向里，磁感应强度为B，杆ab与框架接触良好，质量为m长为L电阻为R，令其由静止开始下落。（1）杆最后将达到一个稳定的速度，说明为什么有这样一个速度，（2）计算达到稳定的速度后电流的大小方向以及该速度大小。（3）计算说明达到收尾速度抈杆的重力势能转化了杆的内能。（1 1）V VmgR/LmgR/L2 2B B2 2 （2 2）I=mg/LB I=mg/L

9、B （3 3）从焦尔定律出发证明）从焦尔定律出发证明（2 2）导线在匀强磁场中以）导线在匀强磁场中以绕导线的一端切绕导线的一端切割磁感线：割磁感线：E=E=BLBL2 2/2/2(3)(3)自感电动势自感电动势:自感现象是由于导体中电流自感现象是由于导体中电流变化而引起的电磁感应现象变化而引起的电磁感应现象 E E自自=n=n/t=t=L L I/I/t tL L自感系数，自感系数，（1H=101H=103 3mH=10mH=106 6 H H）L L由线圈决定。由线圈决定。(长度、面积、单位长度的匝数、长度、面积、单位长度的匝数、铁芯）铁芯）例例8、用均匀导线做成的正方形线框、用均匀导线做成的正方形线框每边长为每边长为0.2m，正方形的一半放在垂，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以每秒当磁场以每秒10T的变化率增强时，的变化率增强时，线框中点线框中点a、b两点电势差两点电势差Uab是多少？是多少？【Uab=-U=-0.1V】小结：涉及电势差、电势大小时，画好等效电源，弄清小结：涉及电势差、电势大小时，画好等效电源，弄清内外压关系是很关键的。内外压关系是很关键的。