资源简介

2.2 法拉第电磁感应定律
第二章 电磁感应
第2课时--旋转切割磁感线产生感应电动势
E＝BLv
适用范围

普遍适用
磁场变化：
面积变化：
S：线圈内部磁场的面积
导体切割磁感线运动
回路中产生的感应电动势
相互垂直
某部分导体电动势
研究对象
物理意义
Δt：某一段时间
平均感应电动势
v：瞬时速度
瞬时感应电动势
2. l--切割磁感线的有效长度
E=Blvsinθ
v
θ
vsinθ
vcosθ
l
E=Bvlsinθ
l：弯曲导线有效长度---导线垂直于运动方向上的投影。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
右手定则
如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心顺时针以角速度ω转动，求导体棒旋转切割磁感线时产生的E。
× × × × × × × × × × × × × × ×
O
A
L
v
× × × × × × × × × ×
导体转动切割磁感线
由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。
右手定则：φA>φO
如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × ×
拓展：
棒以O1为圆心转动，O1为三等分点，求UOA。
A
v
v
O1
●
1.导体棒转动切割磁感线
O
思路2：
(2)以棒的某端点旋转切割，求棒上任意两点间的E
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
●
a
b
O
φa φb.
Uab= .
l
l1
方法1：
方法2：
1.导体棒转动切割磁感线
变式：圆盘切割磁感线
★圆盘等效成长度为半径R的导体棒切割磁感线
法拉第圆盘发电机如图所示。半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的电阻。分析该发电机产生的感应电动势，并确定流过电阻的电流方向。
流过电阻R的电流方向为b→a
练习1.如图是法拉第发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，处于方向竖直向上的匀强磁场B中，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，当圆盘按图中方向匀速旋转时，下列说法正确的是（ ）
A.由于穿过圆盘的磁通量不变，故R中无感应电流
B.R中有感应电流通过，方向由b向a
C.转轴Q的电势高于圆盘边缘P的电势
D.转轴Q的电势等于圆盘边缘P的电势
C　
[针对训练]
练习2.如图所示，圆心为O、半径为r和2r的同心圆形金属导轨固定在同一平面内，两环间接有阻值为2R的定值电阻。长为r、电阻为R的金属棒AB置于导轨上，BA的延长线通过圆心O。整个装置处于磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中。当AB以角速度w绕0逆时针匀速转动时（AB与导轨接触良好，导轨电阻不计）( )
A.金属棒中的电流方向由A向B
B.金属棒两端的电压为1.5Bωr2
C.金属棒受到的安培力大小为
D.定值电阻2R的热功率为
????2????3????2????
?
????2????4????24????
?
C
[针对训练]
练习3．(2015·全国卷Ⅱ)如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua 、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是(　　)
[针对训练]
C　
2.线圈绕垂直于磁场的轴转动切割磁感线，线圈匝数n，求E。
线圈以图示情形运动时
B
L
ω
O'
O
l1
l2
E1
E2
线圈以此位置为初始位置,经过时间t转过角度ωt时：
1、适用于线圈绕垂直于磁场的轴的转动，与轴的位置无关。
2、与线圈平面形状无关
3、线圈从平行于磁场的位置开始计时
感应现象中是什么力在搬运电荷产生感应电动势？
①导体棒以v1向右运动，洛伦兹力F1什么方向？
②正电荷向什么方向运动？
③以v2向上运动，受不受洛伦兹力？
F1=qv1B，向上
为讨论方便设自由电荷为正电荷
正电荷除了向右运动，还要向上运动向上
受洛伦兹力 F2=qv2B，向左
× × × × B
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
v1
F1=qv1B
v2
F2=qv2B
－－
＋＋
④F1、F2各做什么功？
F1做正功、F2做负功
洛伦兹力永远不做功
F洛
v
做功代数和为0.
电磁感应现象中的洛伦兹力
F电
①自由电荷合运动是斜向上的。
②当F1=F电时，自由电荷不再做定向移动。
③CD棒相当于电源，C端电势高，相当于电源正极。
由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。非静电力是洛伦兹力。
祝同学们学习愉快

展开更多......

收起↑