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1、第二节法拉第电磁感应定律及应用第1页，共15页，编辑于2022年，星期二问题：问题：1、法拉第电磁感应定律的内容是什么？它解决、法拉第电磁感应定律的内容是什么？它解决了什么问题？了什么问题？2、法拉第电磁感应定律的公式有哪些？它、法拉第电磁感应定律的公式有哪些？它们的关系是什么？们的关系是什么？3、感应电动势和感应电流的区别和联系是什、感应电动势和感应电流的区别和联系是什么？么？考点考点53：法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律第2页，共15页，编辑于2022年，星期二 考点考点53：法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律一、内容一、内容 在电磁感应现象中产生的感应电动势的大小，跟穿过在电磁
2、感应现象中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。这一回路的磁通量的变化率成正比。二、公式二、公式2、E=Blv其中其中v为切割速度，为切割速度，L为切割为切割刀口刀口的有效长度的有效长度第3页，共15页，编辑于2022年，星期二例一：如图所示，边长为例一：如图所示，边长为a的正方形闭合线框的正方形闭合线框ABCD在匀强在匀强磁场中绕磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所，初始时刻线框所在平面与磁感线垂直，经过时间在平面与磁感线垂直，经过时间t转过转过1200角，求：角，求：(1)线框内感应电动势在线框内感应电动势在t时间内的平均值
3、时间内的平均值(2)转过转过1200角时感应电动势的瞬时值角时感应电动势的瞬时值ABCD 拓宽：拓宽：设线框电阻为设线框电阻为R，求这一过程中通过线框导，求这一过程中通过线框导线截面的电荷量线截面的电荷量q例题练讲例题练讲第4页，共15页，编辑于2022年，星期二第5页，共15页，编辑于2022年，星期二 例题练讲例题练讲例二、如图，固定于水平桌面上的金属框架例二、如图，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处于竖直向下的匀强，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长构成一个边长为为L的正方形，棒的电阻为的
4、正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B0:(1)若从若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，并标明方向止，求棒中的感应电流，并标明方向(2)在在(1)情况中，始终保持棒静止，当情况中，始终保持棒静止，当t=t1秒末时需加在垂直棒上的水秒末时需加在垂直棒上的水平拉力为多大？平拉力为多大？decafb 若从若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应
5、电流，则磁感强度应怎样随时间变化匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化？（B与与t的关系式）的关系式）第6页，共15页，编辑于2022年，星期二解：（解：（1）由法拉第电磁感应定律）由法拉第电磁感应定律由楞次定律判断：由楞次定律判断：ab中电流向上中电流向上（2）t=t1时：时：B=B0+kt1安培力：安培力：F安安=BIL 要不产生电流，应使总磁通量不变，则有：要不产生电流，应使总磁通量不变，则有：第7页，共15页，编辑于2022年，星期二 课堂小结课堂小结2、法拉第电磁感应定律的综合应用联系知识、法拉第电磁感应定律的综合应用联系知识（1）闭合电路欧姆定律）闭合电路欧
6、姆定律（2）安培力计算）安培力计算（3）力的平衡，牛顿运动定律及功能关系等）力的平衡，牛顿运动定律及功能关系等第8页，共15页，编辑于2022年，星期二课堂练习课堂练习1如图如图2所示，所示，U型线框型线框abcd处于匀强磁场中，磁场的磁感应强处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为度为 B，方向垂直于纸面向内，长度为，方向垂直于纸面向内，长度为L的直导线的直导线MN中间串中间串有一个电压表接在有一个电压表接在ab与与cd上，且与上，且与ab垂直，它们之间的接触垂直，它们之间的接触是完全光滑的，现令是完全光滑的，现令MN以速度以速度v0向右匀速运动，用向右匀速运动，用U 表示表示MN间的电势差，间的
7、电势差，q表示电容器所带电量，表示电容器所带电量，C表示电容器电表示电容器电容容,F表示对表示对MN的拉力，则：的拉力，则：2A U=BL v0 F=B2L2 v0/R.B U=BL v0 F=03C U=q/C F=B2L2 v0/R.D U=0 F=0B NMabdcVRF第9页，共15页，编辑于2022年，星期二课堂练习2、如图、如图3(a)所示的螺线管，匝数所示的螺线管，匝数n1500匝，匝，横截面积横截面积s=20 cm2，电阻，电阻r1.5 ,与螺与螺线管串联的外电阻线管串联的外电阻 R 13.5,R2=25,方方向向左向向左,穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强穿过螺线管的匀强磁场的磁
8、感应强度安图度安图3(b)所示规律变化。求：所示规律变化。求：(1)电阻电阻R2的电功率。的电功率。(2)a、b亮点的电势（设亮点的电势（设 c 点电势为零）点电势为零）21642B/Tt/s0(1)1w(2)-0.7v,5v第10页，共15页，编辑于2022年，星期二作业：1、优化方案321页12、14题 2、预习自感现象谢谢谢谢第11页，共15页，编辑于2022年，星期二第12页，共15页，编辑于2022年，星期二 例题练讲例题练讲例三：如图，倾角例三：如图，倾角=300，宽度，宽度L=1m的足够长的的足够长的U型平行光滑型平行光滑金属导轨，固定在金属导轨，固定在B=1T，与导轨平面垂直的
9、匀强磁场中，用，与导轨平面垂直的匀强磁场中，用平行于导轨、功率恒为平行于导轨、功率恒为6W的牵引力的牵引力F牵引一根牵引一根m=0.2kg,R=1的金属棒的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良始终与导轨接触良好且垂直），当好且垂直），当ab棒移动棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程时，获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为中，金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，（不计导轨电阻及一切摩擦，g=10m/s2),求：求：（1）ab棒的稳定速度？棒的稳定速度？（2）ab棒从静止开始达到棒从静止开始达到 稳定速度所需时间？稳定速度所需时间？FabB第13页，共15页，编辑于2022年，星期二解：(1)ab棒具有稳定速度时，受力平衡mgF安NF第14页，共15页，编辑于2022年，星期二课堂练习3 如图1所示，半径不等的圆环相内切，将两圆环从切点断开，并分别接在一起，将金属环置于图示匀强磁场中，当磁感应强度增大时：A内环有顺时针方向的感应电流B内环有逆时针方向的感应电流C外环有顺时针方向的感应电流D外环有逆时针方向的感应电流 A D第15页，共15页，编辑于2022年，星期二