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1、4法拉第电磁感应定律 知识点1 感应电动势 1 感应电动势 电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 而产生感应电动势的那部分导体相当于电源 2 产生的条件 不论电路闭合与否 只要穿过它的磁通量发生变化 就会产生感应电动势 如果电路闭合 电路中就有感应电流 知识点2 法拉第电磁感应定律 知识点3 导体切割磁感线的感应电动势 1 一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算公式 1 E BLv B L v L v B 2 E BLvsin 不满足两两互相垂直 比如 B L v L v与B有夹角 3 如果BLv中任意两个量平行 则导体在磁场中运动时不切割磁感线 E 0 2 反电动势
2、 通电导体在磁场力的作用下运动时切割磁感线产生的感应电动势 削弱电源电动势作用 叫做反电动势 电源电动势正是克服这个电动势 使得导体运动 将电能转化为其他形式的能 例1 如图4 4 1所示 有一夹角为 的金属角架 角架所围区域内存在匀强磁场中 磁场的磁感强度为B 方向与角架所在平面垂直 一段直导线ab 从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动 求 图4 4 1 1 t时刻角架的瞬时感应电动势 2 t时间内角架的平均感应电动势 解 1 导线ab从顶点c向右匀速运动 切割磁感线的有效长度de随时间变化 设经时间t ab运动到de的位置 则de cetan vttan t时刻的瞬时感应电动势为E BLv
3、 Bv2ttan 2 t时间内平均感应电动势为 1 双选 如图4 4 2所示 长为L的直导线ab放在相互平行的金属导轨上 导轨宽为d 导线ab运动的速度为v 方向垂直于磁感应强度为B的匀强磁场 磁场的方向垂直纸面 BD 向外 ab与导轨的夹角为 则回路中的电动势为 图4 4 2 A BLv B BLvsin C Bdvsin D Bdv 的应用 题型1 公式E n t 例2 如图4 4 3甲所示 圆形线圈M的匝数为50匝 它的两个端点a b与理想电压表相连 线圈中磁场方向如图 线圈中磁通量的变化规律如图乙所示 则ab两点的电势高 低与电压表读数为 图4 4 3 A a b 20VC a b 2
4、0V B a b 10VD a b 10V 解析 由题意可知 线圈M的磁场的磁通量随时间均匀增 加 则E n t 50 2 8 100 4 V 10V 由楞次定律可知 此 时感应电流的磁场与原磁场反向 由右手螺旋定则可以看出 此时a点的电势较高 答案 B 2 如图4 4 4所示 半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO 以角速度 做匀速转动 匀强磁场的磁感应强度为B 从金属环面与磁场方向重合时开始计时 则在金属环转过30 角的过程中圆环产生的电动势的平均值是多大 图4 4 4 题型2 公式E BLvsin 的应用 例3 如图4 4 5所示把线框abcd从磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出 速度方向
5、与ab边垂直向左 速度的大小为v 线圈的边长为L 每边的电阻为R 问线圈在运动过程中 线框abcd都没有离开磁场 ab两点的电势差为多 少 电路中的电流为多少 解 当线框abcd整个在磁场的时候 穿过线圈的磁通量不变 无感应电流 而Uab E BLv 图4 4 5 3 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环 水平固定在竖直向下 磁感应强度为B的匀强磁场中 如图4 4 6所示 一长度为2a 电阻等于R 粗细均匀的金属棒MN放在圆环上 它与圆环始终保持良好的接触 当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时 求 图4 4 6 1 流过棒的电流的大小 方向及棒两端的电压UMN 2 在圆环和金属棒上消耗的总热功率 解 1 棒MN右移时 切割磁感线 产生感应电动势 棒MN相当于一个电源 流过棒的电流即电源内的电流 当棒过圆心O时 棒两端的电压即为路端电压 其等效电路如图4所示 图4
