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1、电磁感应电磁感应 江苏省淮安中学abvMN2021/8/11 星期三1电电磁磁感感应应产生感应电流的条件产生感应电流的条件穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁通通量量了发生变化了发生变化电路要闭合电路要闭合感应电流的方向感应电流的方向右手定则右手定则楞次定律楞次定律感应电动势大小感应电动势大小导体做切割磁感线运动导体做切割磁感线运动法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律转动切割转动切割感应电动势产生机理感应电动势产生机理感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势自感和互感、涡流自感和互感、涡流2021/8/11 星期三2电磁感应现象电磁感应现象产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？法拉第
2、电磁感应定律的内容是什么？法拉第电磁感应定律的内容是什么？求解感应电动势，感应电流的方法？求解感应电动势，感应电流的方法？2021/8/11 星期三3法拉弟电磁感应定律的应用法拉弟电磁感应定律的应用【案例案例1】感应电动势的计算感应电动势的计算（1）导导体棒平体棒平动动切割磁感切割磁感线产线产生的感生的感应电应电动势动势练习练习1、如、如图图，导轨导轨与与电电流表相流表相连连，导轨导轨的的宽宽度度为为d，棒与，棒与导轨夹导轨夹角角为为，处处于向里的大于向里的大小小为为B的匀的匀强强磁磁场场中中,一根一根导线导线沿着沿着导轨导轨以速以速度度v向右运向右运动动,求求导线导线上上产产生的感生的感应电
3、动势应电动势.考考 点点：有效：有效长长度的度的选选取取G2021/8/11 星期三4（2）导导体棒体棒转动产转动产生的感生的感应电动势应电动势 练习练习2、若、若导导体棒体棒长为长为r，处处于匀于匀强强磁磁场场B中，以角速度中，以角速度匀速匀速转动转动，则导线产则导线产生生的感的感应电动势应电动势的大小是多少？的大小是多少？考点：考点：导导体体转动转动切割磁感切割磁感线产线产生的感生的感应应电动势电动势 rB2021/8/11 星期三5（3）线线圈圈转动产转动产生的感生的感应电动势应电动势练习练习3、矩形、矩形线线圈在匀圈在匀强强磁磁场场中以角速度中以角速度转动转动，设线设线圈的圈的边长边长
4、分分别别是是L1和和L2，磁感，磁感应应强强度度为为B，线线圈的匝数圈的匝数为为N，从，从图图示位置开始示位置开始计时计时B（1）图图示位置，磁通量大示位置，磁通量大小小为为 ，感，感应电动势为应电动势为 。（2）线线圈圈转过转过900时时，磁通，磁通量量为为 ，线线圈圈产产生的感生的感应电动势为应电动势为 。这这个个过过程程线线圈的圈的电动势为电动势为 。2021/8/11 星期三6（3）线圈转过）线圈转过1800时，磁通量大小为时，磁通量大小为 ，线圈产生的感应电动势为线圈产生的感应电动势为 ，这个过程磁通量的变化量为，这个过程磁通量的变化量为 。（4）从中性面开始计时，转过角度）从中性面
5、开始计时，转过角度时，时，线圈产生的感应电动势为线圈产生的感应电动势为 。从从B S开始计时，转过角度开始计时，转过角度时，线圈产时，线圈产生的感应电动势为生的感应电动势为 。2021/8/11 星期三7（4）磁）磁场变场变化化产产生的感生生的感生电动势电动势 练习练习4、正方形、正方形线线框框边长为边长为L、质质量量为为m、电电阻阻为为R，线线框的上半部框的上半部处处于匀于匀强强磁磁场场中，磁中，磁场场的磁感的磁感应应强强度按度按B=kt的的规规律均匀增律均匀增强强，细线细线能承受的最大拉力能承受的最大拉力为为T=2mg，从，从t=0起起经经多少多少时间绳时间绳被拉断？被拉断？2021/8/
6、11 星期三8（5）反电动势）反电动势（从力的观点和能的观点理解）（从力的观点和能的观点理解）2021/8/11 星期三9【案例案例2】感感应电应电流大小流大小计计算算问题问题Bab练习练习5、由两个同种材料、由两个同种材料,同同样样粗粗细细的的导导线线制成制成圆环圆环a、b已知其半径之比已知其半径之比为为2：1，在，在B中充中充满满了匀了匀强强磁磁场场，当匀，当匀强强磁磁场场随着随着时间时间均匀均匀变变化化时时，圆环圆环a、b的的感感应电应电流之比流之比为为多少？多少？2021/8/11 星期三10练习练习6、匀强磁场中固定一个金属框架、匀强磁场中固定一个金属框架ABC，导体棒在框架上沿着角
7、平分线匀，导体棒在框架上沿着角平分线匀速平移，且移动中构成闭合等势腰三角速平移，且移动中构成闭合等势腰三角形，导体棒与框架的材料、粗细相同，形，导体棒与框架的材料、粗细相同，接触电阻不计，试证明电路中的感应电接触电阻不计，试证明电路中的感应电流恒定。流恒定。vABBCPFE2021/8/11 星期三11【案例案例3】物理量单位的推导物理量单位的推导证明：（证明：（1）1V=1Wb/s （2）1V=1T1m1m/s方法：根据物理公式去推证方法：根据物理公式去推证2021/8/11 星期三12椤次定律的应用椤次定律的应用1、“阻碍阻碍”的含义的含义“阻碍阻碍”不是阻止。来斥去吸，增反减同不是阻止。
8、来斥去吸，增反减同2、“椤次定律椤次定律”的解题步骤的解题步骤（1）（2）（3）（4）2021/8/11 星期三133、椤次定律的推广应用、椤次定律的推广应用【案例案例4】阻碍阻碍“磁通量的磁通量的变变化化”abcd abcd练习练习7、已知通、已知通电电直直导线导线有恒定有恒定电电流，矩流，矩形形线线框从直框从直导线导线左左侧侧匀速通匀速通过导线过导线右右侧侧的的过过程中，用程中，用椤椤次定律判定感次定律判定感应电应电流的流的方向方向2021/8/11 星期三14abvMN练习练习8、判定下列各种情况下灯泡中是、判定下列各种情况下灯泡中是否有感否有感应电应电流，若有流，若有则标则标明感明感应
9、电应电流的流的方向方向（1）导导体棒匀速向右运体棒匀速向右运动动（2）导导体棒匀加速向右运体棒匀加速向右运动动（3）导导体棒匀减速向右运体棒匀减速向右运动动（4）导导体棒匀减速向左运体棒匀减速向左运动动2021/8/11 星期三15ab练习练习9、（、（1）当）当线线圈圈a中的中的电电流均匀增流均匀增加加时时，判定，判定线线圈圈b中的感中的感应电应电流方向。流方向。（2）当）当线线圈圈b中的中的电电流均匀增加流均匀增加时时，判，判定定线线圈圈a中的感中的感应电应电流方向。流方向。2021/8/11 星期三16练习练习10、判定下面各种情况下，下、判定下面各种情况下，下面面线线圈的感圈的感应电应
10、电流的方向流的方向（1）开关）开关闭闭合合时时（2）开关打开）开关打开时时（3）若）若电电阻增大阻增大 2021/8/11 星期三17AB【案例案例5】阻碍阻碍导导体的相体的相对对运运动动练习练习11、线线圈圈A闭闭合，合，线线圈圈B开口，当开口，当条形磁条形磁铁铁插入插入线线圈的圈的过过程中，程中，线线圈圈A、B如何运如何运动动？2021/8/11 星期三18练习练习12、已知空间有较大的有界磁场，、已知空间有较大的有界磁场，方向水平向里方向水平向里,小金属圆线圈从高处自由小金属圆线圈从高处自由落下，刚进入磁场、完全在磁场中、刚落下，刚进入磁场、完全在磁场中、刚穿出磁场三个位置，加速度与重力
11、加速穿出磁场三个位置，加速度与重力加速度比较如何变化？落地时的速度与自由度比较如何变化？落地时的速度与自由落体运动比较如何变化？设金属圆环始落体运动比较如何变化？设金属圆环始终竖直。终竖直。2021/8/11 星期三19练习练习13、金属圆环水平固定，条形磁铁、金属圆环水平固定，条形磁铁从高处自由落下，问条形磁铁中心在从高处自由落下，问条形磁铁中心在图中三个位置时的加速度如何？图中三个位置时的加速度如何？abc2021/8/11 星期三20【案例案例6】阻碍阻碍电电流的流的变变化（自感化（自感现现象）象）练习练习14、如图电路、如图电路a，b所示，电阻所示，电阻R和和自感线圈自感线圈L的电阻值
12、都是很小，接通的电阻值都是很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡使电路达到稳定，灯泡A发光，分析断发光，分析断开开S后，后，A灯亮度变化情况。灯亮度变化情况。2021/8/11 星期三21【案例案例7】电电磁感磁感应应的能量的能量问题问题 RBvL 练习练习15、如图所示，导体棒向右匀速运、如图所示，导体棒向右匀速运动切割磁感线，已知匀强磁场为动切割磁感线，已知匀强磁场为B，轨，轨道宽度为道宽度为L，切割速度为，切割速度为v，外电阻为，外电阻为R，导体棒的电阻为导体棒的电阻为R/，求：安培力及，求：安培力及t时间时间内所做的功。内所做的功。2021/8/11 星期三22练习练习16、如、如图图所示
13、，有界匀所示，有界匀强强磁磁场场的的宽宽度度为为d，磁感，磁感应应强强度的大小度的大小为为B，连长为连长为L的矩形的矩形线线圈以恒定速度圈以恒定速度v匀速从磁匀速从磁场场中中进进入，最后又从磁入，最后又从磁场场中穿出。中穿出。设线设线圈的圈的电电阻阻为为R，求下列两种情况外力做功的，求下列两种情况外力做功的数数值值：（：（1）LdBvLx2021/8/11 星期三23【案例案例8】电电磁感磁感应应的的电电量量问题问题练习练习17、如、如图图，闭闭合合导线导线框的框的质质量可以量可以忽略不忽略不计计，将它从，将它从图图示位置匀速拉出匀示位置匀速拉出匀强强磁磁场场，若第一次用，若第一次用0.3s时
14、间时间拉出，通拉出，通过过导线导线横截面横截面积积的的电电量量为为q1；第二次用；第二次用0.9s拉出，通拉出，通过导线过导线横截面横截面积积的的电电量量为为q2；则则q1：q2=_,产产生生热热量量Q1：Q2=。2021/8/11 星期三24Bv3LLxLit0Ft0【案例案例9】电电磁感磁感应应作作图题图题（1）作出感）作出感应电应电流随流随时间时间的的变变化化图线图线（规规定逆定逆时针时针方向方向为电为电流正方向）流正方向）（2）作出安培力随）作出安培力随时间时间的的变变化化图线图线练习练习18、（高考题）如图所示，有界匀、（高考题）如图所示，有界匀强磁场的宽度为强磁场的宽度为3L，正方
15、形金属线框的，正方形金属线框的边长这边长这L，开始距离磁场边界，开始距离磁场边界L，若线框，若线框以恒定的速率由此进入并穿出磁场区域以恒定的速率由此进入并穿出磁场区域2021/8/11 星期三25练习练习19、光滑、光滑绝缘绝缘水平面上，水平面上，电电阻阻为为0.1，质质量量为为0.05kg，边长为边长为0.4m的正方形金属的正方形金属框，以框，以10m/s的初速度向磁感的初速度向磁感应应强强度度为为B的的0.5T、方向垂直于水平面向下的范、方向垂直于水平面向下的范围围足足够够大大的匀的匀强强磁磁场场中滑去，当滑到中滑去，当滑到图图示位置示位置时时，已，已产产生了生了1.6J的的热热量，求量，
16、求（1）图图示位置示位置时时金属框的速度金属框的速度（2）图示位置时金属框中感应电流的功率）图示位置时金属框中感应电流的功率【案例案例10】电磁感应中的力学问题电磁感应中的力学问题2021/8/11 星期三26练习练习20、（高考题）如图所示，、（高考题）如图所示，MN、PQ是是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为，导轨平面与水平面的夹角为，在整个轨道平面都有垂直于导轨平面向上的在整个轨道平面都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的，在导轨的MP上上有电阻有电阻R，其它电
17、阻，其它电阻不计。一根垂直于导轨放不计。一根垂直于导轨放置的金属棒置的金属棒ab，质量为，质量为M，从静止开始沿着导轨滑下，从静止开始沿着导轨滑下，求金属棒求金属棒ab的最大速度。的最大速度。设棒设棒ab与导轨之间的滑动与导轨之间的滑动摩擦因数为摩擦因数为。BabMPRQN2021/8/11 星期三27BRL练习练习21、如、如图图所示，所示，竖竖直向上的匀直向上的匀强强磁磁场场，磁感磁感应应强强度度为为B0=0.5T，且以，且以0.1T/s均匀增加，均匀增加，水平水平导轨宽导轨宽d=0.5m，在，在导轨导轨上上L=0.8m处搁处搁一一导导体，体，电电阻阻为为r=0.1，并用水平，并用水平细绳细绳通通过过定定滑滑轮轮吊着吊着质质量量为为M=20g的物体，物体静置于的物体，物体静置于地面上，外地面上，外电电阻阻R=0.4，其它，其它电电阻不阻不计计，不，不考考虑虑摩擦。摩擦。问问通通过过多多长时间长时间能把物体吊起？能把物体吊起？（g=10m/s2）2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29演讲完毕，谢谢观看！2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31