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1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律与楞次定律与楞次定律.右手定律右手定律法拉第电磁感应定律一一. 感应电动势的大小感应电动势的大小 1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 (2). 如果磁感应强度如果磁感应强度B不变不变,磁通量的变化是由于闭合磁通量的变化是由于闭合 电路的面积发生变化而引起的电路的面积发生变化而引起的,则有则有E=BS/t(动生生)(3). 如果闭合电路的面积不变如果闭合电路的面积不变,磁通量的变化是由于磁磁通量的变化是由于磁 感应强度感应强度B发生变化而引起的发生变化而引起的,则有则有E=S B/t(感生感生)(1)电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的电路中感应电
2、动势的大小，跟穿过这一电路的磁通磁通 量的变化率成正比。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. 切割磁力线运动时切割磁力线运动时(1).导体平动导体平动,若若B、v、l 三者两两垂直，则三者两两垂直，则 E=Bl v (2). 导体棒以端点为轴导体棒以端点为轴,在垂直于磁感应线的匀强磁在垂直于磁感应线的匀强磁场中匀速转动场中匀速转动, E=1/2Bl 2( (用中点速度用中点速度) )注意注意:1. 、 、 /t 的区别的区别:变化的物理量达到最大时变化的物理量达到最大时,其对时间的变化率等于其对时间的变化率等于0 2.E= /t 和和E=Bl v
3、的区别和联系：的区别和联系：产生感应电动势的那部分导体相当于电源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图所示,则线圈中则线圈中 AO时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大BD时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零CD时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大DO至至D时间内平均感生电动势为时间内平均感生电动势为0.4VA B D 1t/s/10-3 WbA0
4、BD20.011. 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. 有一边长为有一边长为l、匝数为、匝数为n 、电阻为、电阻为R的正方形闭合线框，的正方形闭合线框，处于磁感应强度为处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，若将线框在磁场中翻转平面，若将线框在磁场中翻转180，求在这个过程中，求在这个过程中通过导线横截面的电量。通过导线横截面的电量。解：将线框转过解：将线框转过180，则穿过线框的磁通量，则穿过线框的磁通量 的的 变化量大小是变化量大小是:=2BS=2Bl 2 这个过程中产生的感应电动势为这个过程中产生的感应电动势为: E=n
5、 /t 感应电流感应电流: I= E/R电量电量: 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RBab3. 如图所示，匀强磁场竖直下，一根直导线如图所示，匀强磁场竖直下，一根直导线ab在水平在水平桌面上，以匀速率桌面上，以匀速率v向右垂直磁感应线滑入匀强磁场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感应电动势将会在下落过程中产生的感应电动势将会 ( )A.逐渐增大逐渐增大 B. 逐渐减小逐渐减小 C. 为为0 D. 保持不变保持不
6、变vvtvxvy解：解： E=Bl vxab做平抛运动，做平抛运动，水平速度保持不变，水平速度保持不变，感应电动势保持不变。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、用用同同样样材材料料和和规规格格的的导导线线做做成成的的圆圆环环a和和b，它它们们的的半半径径之之比比ra：rb2：1，连连接接两两圆圆环环部部分分的的两两根根直直导导线线的的电电阻阻不不计计，均均匀匀变变化化的的磁磁场场具具有有理理想想的的边边界界如如图图所所示示，磁磁感感应应强强度度以以恒恒定定的的变变化化率率减减少少.那那么么当当a环环置置于于磁磁场场中中与与b环环置置于于磁磁
7、场场中中两两种种情情况况下下，A、B两两点点电电势势差之比差之比U1 / U2为为 . BABA解解: 设小圆电阻为设小圆电阻为R, 则大圆电阻为则大圆电阻为2R, 小圆面积为小圆面积为S, 大圆面积为大圆面积为4S. 分别画出等效电路如图分别画出等效电路如图:E12RR B AE22RRBAE= /t =S B/ tS 由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律 对上图对上图 U1= E 1/ 3对下图对下图 U2= 2E 2/ 3U1 / U2= E 1 /2E 2=4S/2S=22：14、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
8、匀如图所示，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增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置两板水平放置)电电容器中间，则此粒子带容器中间，则此粒子带 _ 电，若线圈的匝数为电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为，粒子的质量为m，带电，带电量为量为q，则磁感应强度的变化率，则磁感应强度的变化率 为为 。 (设线圈的面积为设线圈的面积为S) 解：分析粒子的受力情况如图：解：分析粒子的受力情况如图：mgqE由平衡条件得由平衡条件得 qE=qU/d=mg由楞次定律，上板带正电，由楞次定律，上板带正电， E向下向下,粒子带
9、粒子带 负电负电由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律U=n /t =nSB /t B /t =U/nS=mgd/nqS负负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，二二.楞次定律与右手定则楞次定律与右手定则1.楞次定律楞次定律: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。总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(1)关键关键:阻碍变化阻碍变化(2)理解理解:增反减同增反减同,来拒去留来拒去留,增缩减扩增缩减扩.(3)楞次定律其他表述楞次定律其他表述:阻碍相对运动阻碍相对运动二.楞次定律
10、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并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流方向是感应电流方向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线圈M和和N，当，当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈线圈电路中的开关断
11、开的瞬间，线圈N中的感中的感应电流沿什么方向？应电流沿什么方向？分析分析：、原磁场的方向：、原磁场的方向： 顺时针顺时针、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况：减小减小、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向： 顺时针顺时针、感应电流的方向：、感应电流的方向：顺时针顺时针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逆时针逆时针逆时针逆时针NS2 2、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆环环面水、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。环中的电流方向。逆时针逆时针NS2、如图
12、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远离导线时，判断线圈中感应电流的方向.vI分析：分析：、原磁场的方向：、原磁场的方向：向里向里、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况： 减小减小、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向： 向里向里、感应电流的方向：、感应电流的方向： 顺时针顺时针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两平行导线aa、bb，其中，其中aa受外力作用而向左运受外力作用而向左运动，试分析导线动，试分析导线bb向哪边运动？向哪边运动？分析：用右手定则判断出分析：用右手定则判断出aaaa中的感应电流的方向中的感应电流的方向有有aabbaabb，bbbb中中因为有了电流受安培力而运动，因为有了电流受安培力而运动，由左手定则判断由左手定则判断bbbb向左运动向左运动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
