第二章

電磁感應(yīng)現(xiàn)象第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律第2課時(shí)1.能夠分析和計(jì)算部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.知道導(dǎo)線切割磁感線,通過(guò)克服安培力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。1.探究感應(yīng)電流的大小【例題】如圖所示，把矩形線框CDMN

放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線框平面跟磁感線垂直。設(shè)線框可動(dòng)部分導(dǎo)體棒MN的長(zhǎng)度為

l，它以速度v向右運(yùn)動(dòng)，在Δt時(shí)間內(nèi)，由原來(lái)的位置MN移到M1N1。求：這個(gè)過(guò)程中線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？平動(dòng)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：在Δt時(shí)間內(nèi)，線框的面積變化量：ΔS＝lvΔt則回路中的磁通量變化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt適用條件：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直平動(dòng)切割思考：1.如果v與B不垂直呢？2.如果v與l不垂直呢？θvBvθl3.如果導(dǎo)體棒是彎曲的呢？×

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vL如果將與B的方向夾角為θ速度按右圖中所示分解在與磁場(chǎng)垂直和與磁場(chǎng)平行方向上，他們各自的產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)是多少？①垂直于磁感線的分量：v1=vsinθ

②平行于磁感線的分量：v2=vcosθ

只有垂直于磁感線的分量切割磁感線，才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv1=Blvsinθθ=0時(shí)平行：E＝0θ=90°

時(shí)垂直：E=BLv（無(wú)切割）對(duì)切割有貢獻(xiàn)對(duì)切割無(wú)貢獻(xiàn)θvB

平動(dòng)切割×

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vθ×

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×vL×

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×vLl：導(dǎo)線垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的投影。如果導(dǎo)線是彎曲的，應(yīng)取與B、v垂直的等效直線的長(zhǎng)度。平動(dòng)切割總結(jié):平動(dòng)切割如圖所示，導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直于紙面向里。以O(shè)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω，O、A兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？求OA兩端產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)多大？OALv×

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×轉(zhuǎn)動(dòng)切割（1）導(dǎo)體繞兩端間某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí)：（2）導(dǎo)體繞兩端延長(zhǎng)線某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí)：轉(zhuǎn)動(dòng)切割（1）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小原理：（2）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向：右手定則（3）非靜電力來(lái)源：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力沿導(dǎo)體棒方向的分力。注意：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與洛倫茲力有關(guān)，但洛倫茲力始終不做功動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)原理：由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)×

×××

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+++CD+-V1F2F電線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n，求E最大值。思考：1.如果軸在中間或者線框外呢？2.下面情境中，導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算？θBBθ線框切割導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力。思考下列問(wèn)題:(1)導(dǎo)體棒中自由電荷相對(duì)于紙面的運(yùn)動(dòng)大致沿什么方向？(2)導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否總會(huì)沿著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)？為什么？導(dǎo)體棒哪端的電勢(shì)比較高？(3)當(dāng)閉合回路中的導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，非靜電力是怎么來(lái)的呢？它是如何將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的?理解動(dòng)生感應(yīng)的本質(zhì)

C

C3.如圖所示,平行導(dǎo)軌間距為d,其左端接一個(gè)電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面,一根金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí),通過(guò)電阻R的電流大小是(

)D4.圖甲為100匝面積為100cm2的圓形金屬線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面，t=0時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(

)