课件13张PPT。4.4 法拉第电磁感应定律产生感应电流的条件电源 既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。产生电动势的那部分导体相当于电源2.关于感应电动势,下列说法中正确的是( )
A.电源电动势就是感应电动势
B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源
C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势
D.电路中有电流就一定有感应电动势不是感应电流 法拉第(1791—1876)是英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象,提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展的重大意义。
他家境贫寒,出身于铁匠家庭,未受过系统的正规教育,但却在众多领域中作出惊人成就,堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范,对于青少年富有教育意义。【针对训练】
1.下列说法正确的是( )
A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大 问题1:
(1)一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是______Wb;磁通量的平均变化率是_____Wb/s;线圈中感应电动势的大小是_____V。30°⊿ Ф= ⊿ BSsin30°4×10-48×10-31.66.如图所示,线圈a、b电阻分别为R、r,用不计电阻的导线相连接,a处在匀强磁场中,磁场均匀增加,判断C、D两点的电势高低。电源D点电势高问题2:
(1)如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为l,以速度v匀速向右运动,经过Δt时间,由原来位置ab移到a1b1。 这个过程中线框的面积变化量是 ΔS=lvΔt根据法拉第电磁感应定律,求得闭合电路的感应电动势 穿过闭合电路的磁通量的变化量是 ΔΦ=BΔS=BlvΔta、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大? 若导体运动方向跟导体长度有夹角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)当v与B不垂直时:3.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向且与磁场方向垂直.如图所示,则有( )
A.Uab=0
B.Ua>Ub,Uab保持不变
C.Ua≥Ub,Uab越来越大
D.UaA.越来越大 B.越来越小
C.保持不变 D.无法判定4.在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变。由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处电势为φ2,则 ()
A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高
B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高
C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高
D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高 【针对训练】
6.如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,半径rA=2rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小。求:
(1)A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA:EB是多少?
(2)两线圈中感应电流之比IA:IB是多少?在匀强磁场中放一个平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面。假设除ab导线外其余部分电阻不计。欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,导线ab应该
A.匀速向右运动 B.加速向右运动
C.匀速向左运动 D.加速向左运动D课件11张PPT。4.4 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,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 【针对训练】
3.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb,则( )
A.线圈中感应电动势每秒钟增加2 V
B.线圈中感应电动势每秒钟减少2 V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中感应电动势保持不变 【巩固训练】
1.当线圈中的磁通量发生变化时( )
A.线圈中一定有感应电流
B.线圈中一定有感应电动势
C.线圈中感应电动势大小与电阻无关
D.线圈中感应电动势大小与电阻有关
2.一闭合圆线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电流增强一倍,下述方法可行的是( )
A.使线圈匝数增加一倍
B.使线圈面积增加一倍
C.使线圈匝数减少一半
D.使磁感应强度的变化率增大一倍 BCD【针对训练】
6.如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,半径rA=2rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小。求:
(1)A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA:EB是多少?
(2)两线圈中感应电流之比IA:IB是多少?【针对训练】
5.现有一颗绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离是20.5km,卫星所在位置的地磁场为B=4.6×10-5T,沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.6km/s,求缆绳中的感应电动势。 问题3:(1)在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为l的金属棒OA在垂直于磁场方向的平面内绕O点以角速度ω匀速转动,如图所示,求:金属棒OA上产生的感应电动势。 各点处速度与该点到O点的距离r成正比,速度都与棒垂直。 问题3:(2)如图矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时,线圈中的感应电动势是否变化?为什么?设线圈的连个边长分别是L1和L2。转动时角速度是ω,磁场的磁感应强度为B。试推导在图示位置时,线圈中的感应电动势。 B问题4:如图所示,边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行,经过1s线圈转了90°,求:
(1)线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。
(2)线圈在1s末时的感应电动势大小。【针对训练】
8.有一面积为100cm2的金属环,电阻为0.1Ω,环中磁场变化规律如图所示,且磁场方向垂直于环面向里,在t1~t2这段时间内环中通过的感应电荷量为多少? 【巩固训练】
5.如图所示,矩形线框ABCD,在AB的中点M和CD的中点N连接电压表,整个装置处于匀强磁场中,且线框的平面垂直磁场方向。在整个线框向右平动的过程中,关于M、N间的电势差和电压表的示数的说法正确的是( )
A.因为线框回路无磁通量变化,所以MN间无电势差
B.因无电流通过电压表,所以电压表示数为零
C.因为MN这段导体做切割磁感线运动,所以MN之间有电势差
D.因为MN两端有电势差,所以电压表有示数 BC【巩固训练】
7.如图所示,导轨OM和ON都在纸面内,导体AB可在导轨上无摩擦滑动,若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑,导体与导轨都足够长,它们每米长度的电阻都是0.2 Ω,磁场的磁感应强度为0.2 T。求:
(1)3s末电路中的电流为多少?
(2)3s内电路中产生的平均感应电动势为多少?(保留两位小数)