電磁感應(yīng)定律綜合應(yīng)用第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一.電磁感應(yīng)現(xiàn)象-----產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁力線運動時,有感應(yīng)電流產(chǎn)生.2.閉合電路中的磁通量發(fā)生變化時,有感應(yīng)電流產(chǎn)生.二.感應(yīng)電動勢的大小1.法拉第電磁感應(yīng)定律a.如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,磁通量的變化是由于閉合電路的面積發(fā)生變化而引起的,則有E=nBΔS/Δtb.如果閉合電路的面積不變,磁通量的變化是由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化而引起的,則有E=nS

ΔB/Δtc.如果磁通量的變化是由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和閉合電路的面積共同發(fā)生變化而引起的,則有E=nΔ(BS⊥)/Δt電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

-----E=nΔΦ/Δt第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.切割磁力線運動時------a.導(dǎo)體平動時,E=Blvsinθθ為B和v之間的夾角,

若B、v、l三者兩兩垂直，則E=Blvb.導(dǎo)體棒以端點為軸,在垂直于磁感應(yīng)線的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,E=1/2Bωl2c.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的任意軸勻速轉(zhuǎn)動時,E=nBωSsinθ.θ為線圈平面和中性面之間的夾角.注意:1.Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的區(qū)別:變化的物理量達(dá)到最大時,其對時間的變化率等于0

2.E=nΔΦ/Δt和E=Blvsin的區(qū)別和聯(lián)系：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1:

關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，下列敘述中正確的是

()A.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大。B.穿過線圈的磁通量增量越大，感應(yīng)電動勢越大。C.磁通量減少得越快，感應(yīng)電動勢越大。D.磁通量為0時，感應(yīng)電動勢也為0。E.線圈中磁通量變化越大，感應(yīng)電動勢一定越大F.線圈中磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大G.線圈放在磁感強(qiáng)度越強(qiáng)的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大

C

F第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

2：平面閉合線框匝數(shù)為n，所圍面積為S，總電阻為R，在時間△t內(nèi)穿過每匝線框的磁通量變化為Δφ，則通過導(dǎo)線某一截面的電量是（）（A）Δφ/R（B）ΔφR/nS（C）nΔφ/R△t（D）nΔφ/R解:E=nΔφ/ΔtI=E/Rq=I△t=nΔφ/RD第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月例1、用同樣材料和規(guī)格的導(dǎo)線做成的圓環(huán)a和b，它們的半徑之比ra：rb＝2：1，連接兩圓環(huán)部分的兩根直導(dǎo)線的電阻不計，均勻變化的磁場具有理想的邊界如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度以恒定的變化率減少.那么當(dāng)a環(huán)置于磁場中與b環(huán)置于磁場中兩種情況下，A、B兩點電勢差之比U1/U2為

.BABA解:

設(shè)小圓電阻為R,則大圓電阻為2R,

小圓面積為S,大圓面積為4S.

分別畫出等效電路如圖:E12RR

B

AE22RRBAE=ΔΦ/Δt=SΔB/Δt∝S由閉合電路歐姆定律對上圖U1=E1/3對下圖U2=2E2/3U1/U2=E1/2E2=4S/2S=22：1第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2

有一邊長為l、匝數(shù)為n、電阻為R的正方形閉合線框，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，若將線框在磁場中翻轉(zhuǎn)180°，求在這個過程中通過導(dǎo)線橫截面的電量。解：將線框轉(zhuǎn)過180°，則穿過線框的磁通量的變化量大小是ΔΦ=2BS=2Bl2這個過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=nΔΦ/Δt感應(yīng)電流I=E/R所以電量q=I△t=nΔΦ/R=2nBl

2/R第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月RBab例2.如圖示，勻強(qiáng)磁場豎直下，一根直導(dǎo)線ab在水平桌面上，以勻速率v向右垂直磁感應(yīng)線滑入勻強(qiáng)磁場中，做切割磁感應(yīng)線運動，不考慮空氣阻力，直導(dǎo)線ab在下落過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將會：()A.逐漸增大B.逐漸減小C.為0D.保持不變vvtvxvy解：E=Blvtsinθ=Blvxab做平拋運動，水平速度保持不變，感應(yīng)電動勢保持不變。

D第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3

如圖，一圓環(huán)與外切正方形線框均由相同的絕緣導(dǎo)線制成，并各自形成閉合回路，勻強(qiáng)磁場布滿整個方形線框，當(dāng)磁場均勻變化時，線框和圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢之比是多大？感應(yīng)電流之比等于多少？解：設(shè)正方形邊長為2a，則圓環(huán)半徑為a，兩者面積之比為S1/S2=4a2/πa2=4/π,電阻之比為R1/R2=8a/2πa=4/πE=ΔΦ/Δt=SΔB/Δt∝SE1

/E2=S1/S2=4a2/πa2=4/π,第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1．將一條形磁鐵插入螺線管線圈,第一次插入用0.2秒，第二次插入用0.4秒，并且兩次起始和終了位置相同，則（）A.第一次磁通量變化比第二次大B.第一次磁通量變化比第二次快C.第一次產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢比第二次大D.若斷開電鍵S，兩次均無感應(yīng)電流BCD兩次線圈中磁通量之比為

，感應(yīng)電動勢之比為

，電流強(qiáng)度之比為

，通過線圈的電量之比為

，

線圈放出的熱量之比為

。解：Δφ相同?！唳う?/Δφ2=1:11:1

E=nΔφ/t∝1/t∴E1/E2=t2/t1=2：12:1I=E/R∝E∴I1/I2=

E1/E2=2：12:1q=It=Et/R=nΔφ/R∴q1/q2=1：11:1Q=I2Rt∝E2t∴Q1/Q2=2：12:1第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2．矩形形線框abcd繞OO

軸在磁感強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場中以2r／s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，已知ab=20cm，bd=40cm，匝數(shù)為100匝，當(dāng)線框從如圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°，則線圈中磁通量的變化量ΔΦ等于多少？磁通量平均變化率為多少？線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為多少？ab

cdO

O解：轉(zhuǎn)過90°時，線圈中磁通量的變化量ΔΦ=BS-0=0.016Wb.周期為T=1/2=0.5sΔt=1/4T=0.125sΔΦ/Δt=0.016/0.125=0.128Wb／s，

E=nΔΦ/Δt=12.8V第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

例3.

單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則線圈中 []A．O時刻感應(yīng)電動勢最大B．D時刻感應(yīng)電動勢為零C．D時刻感應(yīng)電動勢最大D．O至D時間內(nèi)平均感生電動勢為0.4VABD

1t/sΦ/10-3WbA0BD20.01第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

例4.

如圖所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場，當(dāng)磁場均勻增加時，有一帶電粒子靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間，則此粒子帶____電，若線圈的匝數(shù)為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為

。

(設(shè)線圈的面積為S)．解：分析粒子的受力情況如圖：mgqE由平衡條件得qE=qU/d=mg由楞次定律，上板帶正電，

E向下,粒子帶負(fù)電由法拉第電磁感應(yīng)定律U=nΔΦ/Δt=nSΔB/Δt∴ΔB/Δt=U/nS=mgd/nqS負(fù)mgd／nqS第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)和電路規(guī)律的綜合應(yīng)用第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當(dāng)于一個電源，感應(yīng)電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。2.電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極，即從低電勢流向高電勢。3.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問題.4.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟電容器連接，可對電容器充電，穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路，其所帶電量可用公式Q=CU來計算5.解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起，解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計算公式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運動定律、動量定理、動能定理、動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識綜合起來應(yīng)用。由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運動速度均有關(guān)，所以對磁場中運動導(dǎo)體進(jìn)行動態(tài)分析十分必要。第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化第18頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是不同形式能量轉(zhuǎn)化的過程。產(chǎn)生和維持感應(yīng)電流的存在的過程就是其它形式的能量轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流電能的過程。2.安培力做正功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的過程,安培力做多少正功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量3.安培力做負(fù)功的過程是其它形式能量轉(zhuǎn)化為電能的過程,