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1、法拉第电磁感应定律 1,通州区第四中学 刘玉芹 2009.12.10,电磁感应现象的发现、研究、应用，把人类社会带入了飞速发展的电的时代。电磁感应现象的应用在生产、生活中都非常普遍。,变压器,葛洲坝发电机组,应用实例：,电磁感应封口机,封口产品,电磁感应采暖炉,高频感应焊接设备,节能电磁感应加热器,感应电磁炉,美国海军研究局正在继续研发舰载电磁轨道炮，该武器可在6分钟之内将炮弹打到250英里远的地方！是一种“以炮弹的成本达到导弹的射程”的致命武器！,英国BAE系统公司将为美国海军研制的电磁炮的效果图,402km,电磁感应现象,产生条件描述应用自感,回路磁通量发生变化（本质是感应电动势，闭合回路
2、有感应电流）,感应电流方向感应电动势大小,楞次定律（普适）右手定则（杆切割）,法拉第电磁感应定律1.一般式2.平动切割式3.转动切割式,力学问题能量问题电路问题图像问题,本质通电自感、断电自感,一、本章知识结构,基 础 梳 理,二、感应电动势1.概念2.产生条件3.方向4.产生形式,基 础 梳 理,在电磁感应现象中产生的电动势磁通量变化，与电路是否闭合无关楞次定律、右手定则，电源内电流流向就是电动势方向磁场变化而产生-感生切割运动而产生-动生,E感生电动势,基 础 梳 理,等效电路,E动生电动势,基 础 梳 理,等效电路,等效是研究问题的一种方法,v,5.大小-法拉第电磁感应定律1）内容2）表
3、达式3）特例-导体杆切割磁感线,基 础 梳 理,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,n是线圈匝数,平动切割 转动切割,平动切割-,*适用于计算回路中一部分导体在匀强磁场中切割磁感线运动时，该导体产生的瞬时感应电动势或平均感应电动势*B、l、v 两两垂直，即 Bl v*l导体在垂直磁场方向的有效切割长度,基 础 梳 理,E=Blv,转动切割,基 础 梳 理,1.产生感应电动势的导体相当于电源，其上电阻相当于电源内阻 2.电源内电流流向就是电动势方向（电源正极）,规律方法解读,3.区分、/t E感 与无关 决定E感 的有无/t决定E感 的大小4.比较 普遍与特殊、回路与一段
4、直导线,规律方法解读,v-瞬时性，a与v无关v 一段时间内的改量，决定a的有无v/t速度变化率，即a,E=BLv,类比是研究问题常用的方法,5.两种感应电动势的处理方法 磁场变化产生多用 导体杆切割产生多用 E=BLv,规律方法解读,平均瞬时,探 讨 交 流,对本部分知识还存在什么问题？,例1、（09山东）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 A感应电流方向不变 B CD段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值E
5、Bav D感应电动势平均值,课 堂 互 动,题后小结：本题考查的知识点？用到的规律公式？解此题需要注意的问题？,v,归纳：本题考查“楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力、感应电动势、左手定则”。注意“切割”的等效长度，求电动势平均值用，求瞬时值用E=BLv，用题中所给字母表示物理量,课 堂 互 动,例2、（08北京）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，1）求线框中产生的感应电动势大小;2）求cd 两
6、点间的电势差大小;3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。,题后小结：本题考查的知识点？用到的规律公式？解此题需要注意的问题？,归纳：本题考查“自由落体、安培力、感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、左右手定则”。注意“切割”的等效长度；求瞬时值用E=BLv；等效的内、外电路；列原始方程，不要方程套方程；区分左右手;区分F、E的公式；最后结果是不是题中已知量。,1.如图，光滑水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4的电阻，框架上面置一电阻r=0.1的金属导体ab，金属导体长l=0.5m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在F=0.
7、4N 的水平恒力作用下由静止开始向右运动，电阻R上消耗的最大电功率为P=0.4 W。设水平金属框架足够长，电阻不计。1)试判断金属导体a、b两端电势高低 2)金属导体ab的最大速度 3)求匀强磁场的磁感应强度,自 主 体 验,a端高，v=1.25m/s，B=0.8T,题后小结：本题考查的知识点？用到的规律公式？解此题需要注意的问题？,归纳：考查左右手定则、感应电动势、闭合电路欧姆定律、功率计算、串联特点。注意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分,2.（04北京）如图甲所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为
8、m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于匀强磁场B中，磁场方向垂直于斜面向下。导轨和金属棒的电阻都不计。让ab杆由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们间摩擦。1）由b向a方向看到的装置如图乙，在此图中画出ab下滑过程中某时刻的受力示意图2）在加速下滑过程中，当ab棒的速度大小为v时，流过ab棒的电流大小及其加速度的大小？3）ab棒可以达到的最大速度的大小,自 主 体 验,题后小结：本题考查的知识点？用到的规律公式？解此题需要注意的问题？,归纳：考查左右手定则、受力分析、感应电动势、闭合电路欧姆定律、安培力、牛顿第二定律。注意：左右手定则区分、安培力电动势的公式区分,
9、感应电动势的有无、方向及感应电动势大小的计算是高考的重点；导体杆切割产生感应电动势需熟练掌握。,课 后 小 结,作 业,P283-284,1.水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m，左端接一电阻R=0.20，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦的沿导轨滑动，导轨和导体棒电阻不计，当ac以=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时（1）ac中感应电动势（2）回路中感应电流的大小（3）维持棒ac匀速运动的水平外力F的大小,2.如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，间距为l0.50m，导轨上端接有电阻R0.80，导轨电阻忽略不计。空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m=0.02kg、电阻r0.20的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求在磁场中,由P总=得到B=0.80T,电阻R上消耗电功率最大时，电路消耗的总功率P总=P+Pr=,W,P总=Fvv=1.25m/s,
