3.法拉第电磁感应定律-(2)VIP专享VIP免费

法拉第，英国物理学家、化学家。对电磁学进行了比较系统的实验研究，发现了电磁感应现象，总结出电磁感应定律；发明了第一台电动机和发电机；提出了电场、磁场等重要概念。法拉第感应电动势的大小如何通过实验现象间接观察到？一、思考：二、实验探究：感应电动势大小的影响因素实验步骤：①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。②、迅速和缓慢移动移动线圈（部分导体切割磁感线），记录表针的最大摆幅。实验结论：感应电动势的大小与闭合回路磁通量变化率成正相关。1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/△t成正比．三、法拉第电磁感应定律：2、数学表达式Ektt（注意单位）若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：Ent注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。25V16V1.6V•4、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）•A.线圈中0时刻感应电动势为0•B.线圈中0时刻感应电动势最大•C.线圈中D时刻感应电动势为0•D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势斜率表示Φ的变化率例1如图6甲所示的螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.(1)2s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？图6答案解析8×10－3Wb磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则Φ1＝B1S，Φ2＝B2S，ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS＝(6－2)×20×10－4Wb＝8×10－3Wb(2)磁通量的变化率多大？答案解析4×10－3Wb/s磁通量的变化率为ΔΦΔt＝8×10－32Wb/s＝4×10－3Wb/s图6(3)线圈中感应电动势的大小为多少？答案解析6V根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小E＝nΔΦΔt＝1500×4×10－3V＝6V.图6针对训练：有一匝数为100匝的线圈，单匝线圈的面积为100cm2.线圈的总电阻为0.1Ω，线圈中磁场均匀变化，其变化规律如图12所示，且磁场方向垂直于线圈平面向里，线圈中产生的感应电动势多大？图1212340.1V答案解析三、探究导线切割磁感线时的感应电动势如图所示，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，ab以速度v匀速切割磁感线，利用法拉第电磁感应定律求回路中产生的感应电动势.答案例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）电路中感应电动多大?（2）ab两点间的电压多大？（3）通过R的电流是多大？RBrPMNaQbv（1）2.0V（2）1.5V（3）0.5A针对训练：如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。A××××××××××R2VBR1VBLvE5.1AREI5.011AREI25.022