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1、电磁感应(现象及大小)第1页，本讲稿共21页划时代的发现第2页，本讲稿共21页电电 流流磁磁 场场电磁感应电磁感应产产 生生?问题的提出问题的提出第3页，本讲稿共21页产生电磁感应的实验分类R1G2第4页，本讲稿共21页电磁感应现象的条件电磁感应现象：电磁感应现象：当穿当穿过闭合电路过闭合电路的的磁通量磁通量发生变化发生变化时时，电电路中路中有有电流电流产产生，生，这这种利种利用磁用磁场产场产生生电电流的流的现现象叫做象叫做电电磁感磁感应应产生感应电流的条件产生感应电流的条件1、2、电磁感应现象的能量电磁感应现象的能量转换转换1、2、第5页，本讲稿共21页复习复习:磁通量磁通量1、定义：穿过磁
2、场、定义：穿过磁场某一面积某一面积S的磁感线条数。的磁感线条数。（符号：（符号：）3、计算式：、计算式：2、单位：韦伯、单位：韦伯 符号：符号：Wb理解：理解：当面积与磁场不垂直时，要取垂直磁场部分的面积当面积与磁场不垂直时，要取垂直磁场部分的面积第6页，本讲稿共21页S不一定是线圈的全部面积，是位于磁场部分的有不一定是线圈的全部面积，是位于磁场部分的有效垂直面积效垂直面积r R=B=Brr2 2磁通量是标量，有正负之分，正负表示与规定的正面相同磁通量是标量，有正负之分，正负表示与规定的正面相同还是相反还是相反多匝线圈的磁通量与线圈匝数无关多匝线圈的磁通量与线圈匝数无关第7页，本讲稿共21页4
3、、磁通量的变化、磁通量的变化（=2 2-1 1）情情况况B 不变，有效面积不变，有效面积 S 变变有效面积有效面积 S 不变，不变，B 变变B 和有效面积和有效面积 S 都变都变第8页，本讲稿共21页例例：如如图图所所示示，竖竖直直放放置置的的长长直直导导线线中中通通过过恒恒定定电电流流，一一矩矩形形导导线线框框abcd与与通通电电导导线线共共面面放放置置，且且ad边边与与通通电电导导线线平平行行下下述述情情况况中中，能能在在回回路路中中产产生生感感应应电电流流的的是是()A线线框向右平框向右平动动 B线线框与框与电电流方向同向平流方向同向平动动C线线框以框以ab为轴转动为轴转动 D线线框以直
4、框以直导线为轴转动导线为轴转动E线线框不框不动动，增大，增大导线导线中的中的电电流流ACE第9页，本讲稿共21页法拉第电磁感应定律第10页，本讲稿共21页问题问题3 3 3 3：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？什么关系？问题问题2 2 2 2：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？问题问题1 1：在实验中，电流表指针偏：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？转原因是什么？第11页，本讲稿共21页磁通量变化磁通量变化磁通量变化磁通量
5、变化越快越快越快越快，感应电动势越大，且成正比，感应电动势越大，且成正比，感应电动势越大，且成正比，感应电动势越大，且成正比例！例！例！例！数学表达式如何写？数学表达式如何写？数学表达式如何写？数学表达式如何写？多匝呢？多匝呢？多匝呢？多匝呢？第12页，本讲稿共21页何时？第13页，本讲稿共21页BLVE=E=公式公式E En/tn/t与与E=BLvsinE=BLvsin的区别和联系？的区别和联系？的区别和联系？的区别和联系？第14页，本讲稿共21页练练1 1：如图所示，一个：如图所示，一个5050匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R R9999的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，的电阻相连
6、接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是线圈的横截面积是20202 2，电阻为，电阻为11，磁感应强度，磁感应强度以以100T100Ts s的变化率均匀减少。在这一过程中通的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻过电阻R R的电流为多大？的电流为多大？第15页，本讲稿共21页练练2 2：半径为：半径为r r、电阻为、电阻为R R R R的金属环通过某直径的轴的金属环通过某直径的轴OOOO以角速度以角速度以角速度以角速度做匀速转动，如图所示。匀强磁场的做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为磁感应强度为B B，从金属环的平面的磁场方向重合，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过
7、时开始计时，则在转过3030的过程中。求：的过程中。求：的过程中。求：的过程中。求：(1)(1)(1)(1)环中产生的感应电动环中产生的感应电动势的平均值是多大？势的平均值是多大？第16页，本讲稿共21页练练练练3 3 3 3：半径为：半径为r r、电阻为、电阻为R R R R的金属环通过某直径的轴的金属环通过某直径的轴OOOOOOOO 以角速度以角速度做匀速转动，如图所示。匀强磁做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为场的磁感应强度为B B B B，从金属环的平面的磁场方向，从金属环的平面的磁场方向，从金属环的平面的磁场方向，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过重合时开始计时
8、，则在转过重合时开始计时，则在转过重合时开始计时，则在转过3030的过程中。求：的过程中。求：的过程中。求：的过程中。求：(2)(2)金属环某一横截面内通过金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？的电荷量是多少？第17页，本讲稿共21页练练练练4 4：如图所示，裸金属线组成滑框，：如图所示，裸金属线组成滑框，abab可滑动，可滑动，其电阻为其电阻为r r，长为，长为，长为，长为L L，串接电阻，串接电阻R R，匀强磁场为，匀强磁场为B B，当当abab以以V V向右匀速运动过程中，求：向右匀速运动过程中，求：（1 1）abab间感应电动势。间感应电动势。（2 2 2 2）abab间的电压。间的电
9、压。（3 3）保证）保证）保证）保证abab匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力F F。（4 4）在）在2 2 2 2秒的时间内，外力功；秒的时间内，外力功；abababab生热生热Q Q；电阻；电阻R R上生热。上生热。上生热。上生热。第18页，本讲稿共21页练练练练5 5、如图所示，长为、如图所示，长为、如图所示，长为、如图所示，长为L L的金属杆的金属杆OAOAOAOA绕过绕过O O点垂直于点垂直于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速度为纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速度为。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感
10、应强度为B B，磁场范围足够大。求，磁场范围足够大。求OAOA杆产生感应电动势的大杆产生感应电动势的大小。小。解法一：用解法一：用E E E EBLVBLV求求E E，V V V V应为平均切割速率，棒上应为平均切割速率，棒上应为平均切割速率，棒上应为平均切割速率，棒上各小段的速率是不相同的，因各小段的速率是不相同的，因各小段的速率是不相同的，因各小段的速率是不相同的，因O O O O点速率点速率V V V V0 00 0，由，由V Vrr知棒上各点线速度跟旋转半径成正比，知棒上各点线速度跟旋转半径成正比，第19页，本讲稿共21页所以棒切割磁感线的平均速率为所以棒切割磁感线的平均速率为所以棒切
11、割磁感线的平均速率为所以棒切割磁感线的平均速率为V V V V（V V0 0V VA A）2 2 2 2LL2 2则则E E E EBLVBLVBLBLBLBL2 22 2解法二：用解法二：用E En/tn/t求求E E E E。设经过。设经过。设经过。设经过tt时间，时间，OAOAOAOA棒扫过的扇形面积为棒扫过的扇形面积为SS，如图所示，如图所示，SSSSLtLLtL2 2L L2 2tt2 2，变化的磁通量为，变化的磁通量为，变化的磁通量为，变化的磁通量为E E/t/tBSBSttBLBL2 22.2.2.2.直导线绕其直导线绕其一端一端转动时产生的感应电动势转动时产生的感应电动势 ：E
12、 EBLBL2 2 2 22 2第20页，本讲稿共21页练练6 6、如图所示，在磁感应强度为、如图所示，在磁感应强度为B B的匀强磁场中，的匀强磁场中，有半径为有半径为r r的光滑半圆形导体框架。的光滑半圆形导体框架。OCOC为一端绕为一端绕O O点在框架上滑动的导体棒，点在框架上滑动的导体棒，OAOA之间连一个阻值为之间连一个阻值为R R的电阻（其余电阻都不计），若使的电阻（其余电阻都不计），若使OCOC以角速度以角速度匀匀速转动。试求：速转动。试求：（1 1）图中哪部分相当于电源？）图中哪部分相当于电源？（2 2）感应电动势）感应电动势E E为多少？为多少？（3 3）流过电阻）流过电阻R R的电流的电流I I为多少？为多少？第21页，本讲稿共21页