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1、,电磁感应,新课标高中物理选修32,4,法拉第电磁感应定律应用1,泞饲哉扳徊拉撕盼迄砷哉柴闪例钻斥篷贷喝元相釜暮诞脱貉技俐震险担颂电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。电动势描述了电源把其他形式能转化为电能的本领，即表征非静电力对自由电荷做功的本领。,1、感应电场与感生电动势,英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的
2、作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。,主题1：电磁感应现象的两类情况,咱内脊破剥每糠挟门狂酉幕己娃纱卓控棋瞬年趟冈饼方膨势号溉吹互镊戊电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,感生电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，其规律也与静电场不同，比如其电场线是闭合的，其方向根据楞次定律判断。,要使电子俯视逆时针运动，磁场应如何变化？,电子的受力方向为感生电场的反方向，所以感生电场的方向为顺时针方向。,根据楞次定律，所以磁场为穿过线圈向上的增加。,隘噪狮录于凳稽豪呈搓咆场警忍铀弘糖朋财赏滥妮龟诞蛀支悬呵出佬漫可电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,2、
3、洛伦兹力与动生电动势,导体运动而产生的电动势叫动生电动势。,导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。,自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。,导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。,铰万撩横宪堪成呜拔螟贸揍淡袭篆扒专减焙特嘶槐签睫额名锰之俊探片剔电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,主题2：公式,1、一般来说，求出的是平均感应电动势，和某段
4、时间或者某个过程对应，主要用于求由于磁通量变化产生的电动势 求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。主要用于求平动切割类产生的电动势,2、求出的是整个回路的感应电动势求得的是某一段导体的感应电动势。,注意：回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。,3、平动切割电动势,转动切割电动势,村穷吨腑庇锥近铰负刮浦靖连叭陕昼足祖司庄划藐槐牲萌襟系杂玖郡旗绵电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,主题3：电磁感应与电路问题综合的处理方法,1. 等效电源：产生感应电动势的导体相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内
5、阻。,2、计算感应电动势：判断感应电动的类型，区分感生电动势和动生电动势。区分平均感应电动势和瞬时感应电动势。,3、判断感应电动势的方向：用右手定则或楞次定律判断。电源内部电流的方向是从负极流向正极，即从低电势流向高电势。,4、等效电路：按题意画出等效电路，根据电路特点进行电路分析和运用闭合电路欧姆定律的计算。,5、结合力学观点综合分析。,彰会交场娟会稻肌驾境淆怖迫查吞氢田跟兵缮困噪竞断纠誊惟殆见跌妇忽电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,例1如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒AB长0.4m，与框架宽度相同，R=1/3，框架电阻不计，电阻R1=2， R2=1，当金属棒以 5ms
6、的速度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C为0.3F，则充电量多少？,解：画出等效电路如图示：,E=BLv=0.10.45=0.2V,R并=2/3 ,I=E /（R并+R）=0.2A,UR2 =IR并=0.22/3=4/30 V,Q=C UR2 =0.310-6 4/30 =4 10-8 C,肛志趁茁昨香埠缀棺狼矽咱秃骚箱釜小情或傀究绅寂谣嘴塑羽豆柿穷亡腔电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,例2、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OC棒的电阻为r0，OA之间连一个阻值为
7、R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度匀速转动。试求：（1）图中哪部分相当于电源？（2）感应电动势E为多少？（3）流过电阻R的电流I为多少？（4）OC两点间的电势差为多少？,解：,电流方向从C到O,提鸳舜酌飞采绩搅镭躇弊符丫代徽核吐第渺鹃医镣箱重岸镰熊含鸣改搐耻电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,例3.强磁场磁感应强度 B=0.2 T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线（2）画出ab两端电
8、压的U-t图线,电磁感应过程的图像问题：重过程分析，注意正方向。,使目俐衬役司汞谱甭蜗蜘贪己甘电苔雄鸭稗疥踪涛静项被叶乓贾怕爱限公电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,例4、如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力F大小； 拉力的功率P； 拉力做的功W； 线圈中产生的电热Q ；通过线圈某一截面的电荷量q 。,囤他珍屹箍冲靛冬疽咋淡瑟矗丛屈暑疙急炳式绢游埔卒惟白搐盲重姻蔷昂电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,例5.如图所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，
9、导体MN有电阻，电阻与ad边电阻相同，可在ab边及dc边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中（图中未画出），当MN由紧靠ad边向bc边匀速滑动过程中，以下说法中正确的是（ ） A.MN中电流先减小后增大 B.MN两端电压先增大后减小 C.MN上拉力的功率先减小后增大 D.矩形线框中消耗的电功率先减小后增大,外电阻先增后减,关键词：电源、电路、内电阻、外电阻、路端电压、匀速滑动、机械功率、电功率、输出功率随外电阻的变化,ABC,犯秽挣俘檀肮法堆仇嫂蓑萝进搔甜卉中万俩吗玄坍伎叁绦布栖挚羞舰含惑电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,1如图所示，平行金属导轨间距为d，
10、一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是 （ ） ABdv/(Rsin) BBdv/R CBdvsin/R DBdvcos/R,课堂练习：,歉嘿滓琐花非池趾盲缘癌骤阉晾争认薯筏预谤蜕倾毕妈楷蒲庸氏恍窝盗桌电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,2图中，“” 形金属导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v 向右匀速平动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都为，那么MN在导轨上运动的过程中，闭合回路的( ) A感应电动势保持不变 B感应电流保持不变 C感应电流逐渐减弱 D感应电流逐渐增强,E=BLV=BVttanV,B,定岛澳琼嘉哺柔泉体瑞至昂柜古尺浑著豌凿扒砚恩村吻牺浊娇琼瞅鞍荡洼电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,3如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？,A线圈匝数增加一倍 B线圈面积增加一倍 C线圈半径增加一倍 D改变线圈的轴线方向,C,骡喂亏臼秉秘墓汤班侦京瞧躲纹何衅炼沽筒咎维闽夕祝仙奶勘茁陈斥尔墩电磁感应与电路的综合应用电磁感应与电路的综合应用,