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1、法拉第电磁感应定律与楞次定律.右手定律,法拉第电磁感应定律,一. 感应电动势的大小,1. 法拉第电磁感应定律,(2). 如果磁感应强度B不变,磁通量的变化是由于闭合 电路的面积发生变化而引起的,则有E=BS/t(动生),(3). 如果闭合电路的面积不变,磁通量的变化是由于磁 感应强度B发生变化而引起的,则有E=S B/t(感生),(1)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。 E =/t,一. 感应电动势的大小 1. 法拉第电磁感应定律,2. 切割磁力线运动时,(1).导体平动,若B、v、l 三者两两垂直，则 E=Bl v,(2). 导体棒以端点为轴,在垂直于磁感应线的
2、匀强磁场中匀速转动, E=1/2Bl 2(用中点速度),注意:,1. 、 、 /t 的区别:,变化的物理量达到最大时,其对时间的变化率等于0,2.E= /t 和E=Bl v的区别和联系：,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.,2. 切割磁力线运动时(1).导体平动,若B、v、l 三者,1. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则线圈中 AO时刻感应电动势最大BD时刻感应电动势为零CD时刻感应电动势最大DO至D时间内平均感生电动势为0.4V,A B D,1. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线,2. 有一边长为l
3、、匝数为n 、电阻为R的正方形闭合线框，处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，若将线框在磁场中翻转180，求在这个过程中通过导线横截面的电量。,解：将线框转过180，则穿过线框的磁通量 的 变化量大小是:,=2BS=2Bl 2,这个过程中产生的感应电动势为:,E=n /t,感应电流: I= E/R,电量: q=I t = n / R =2nBl 2/R,2. 有一边长为l、匝数为n 、电阻为R的正方形闭合线框，处,3. 如图所示，匀强磁场竖直下，一根直导线ab在水平桌面上，以匀速率v向右垂直磁感应线滑入匀强磁场中，做切割磁感应线运动，不考虑空气阻力，直导线ab在下落过程中产生的
4、感应电动势将会 ( )A.逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 为0 D. 保持不变,解： E=Bl vx,ab做平抛运动，水平速度保持不变，感应电动势保持不变。,D,RBab3. 如图所示，匀强磁场竖直下，一根直导线ab在水平,4、用同样材料和规格的导线做成的圆环a和b，它们的半径之比ra：rb2：1，连接两圆环部分的两根直导线的电阻不计，均匀变化的磁场具有理想的边界如图所示，磁感应强度以恒定的变化率减少.那么当a环置于磁场中与b环置于磁场中两种情况下，A、B两点电势差之比U1 / U2为 .,解: 设小圆电阻为R, 则大圆电阻为2R, 小圆面积为S, 大圆面积为4S. 分别画出等效电路如图:,E
5、= /t =S B/ tS,由闭合电路欧姆定律 对上图 U1= E 1/ 3,对下图 U2= 2E 2/ 3,U1 / U2= E 1 /2E 2=4S/2S=2,2：1,4、用同样材料和规格的导线做成的圆环a和b，它们的半径之比r,5. 如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带 _ 电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率 为 。 (设线圈的面积为S),解：分析粒子的受力情况如图：,由平衡条件得 qE=qU/d=mg,由楞次定律，上板带正电， E向下,粒子带 负
6、电,由法拉第电磁感应定律U=n /t =nSB /t, B /t =U/nS=mgd/nqS,负,mgdnqS,5. 如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，,二.楞次定律与右手定则,1.楞次定律:感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。,(1)关键:阻碍变化,(2)理解:增反减同,来拒去留,增缩减扩.,(3)楞次定律其他表述:阻碍相对运动,二.楞次定律与右手定则1.楞次定律:感应电流具有这样的方向，,2.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就
7、是感应电流方向,2.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌,1.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图。软环上绕有两个线圈M和N，当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？,分析：,、原磁场的方向：,顺时针,、原磁通量变化情况：,减小,、感应电流的磁场方向：,顺时针,、感应电流的方向：,顺时针,1.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图。软环上绕有两个线圈,N,S,2、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆环环面水平，从条形磁铁附近自由释放，分析下落过程中圆环中的电流方向。,逆时针逆时针NS2、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆环环面,3.通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向.,v,I,分析：,、原磁场的方向：,向里,、原磁通量变化情况：,减小,、感应电流的磁场方向：,向里,、感应电流的方向：,顺时针,3.通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断,4.,在竖直向下的匀强磁场中，放在水平光滑的轨道上的两平行导线aa、bb，其中aa受外力作用而向左运动，试分析导线bb向哪边运动？,分析：用右手定则判断出aa中的感应电流的方向有aabb，bb中因为有了电流受安培力而运动，由左手定则判断bb向左运动,4. 在竖直向下的匀强磁场中，放在水平光滑的轨道上的两平行导,
