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电磁感应定律应用
复习提问:
1:要使闭合电路中有电流必须具备什么条件?
这个电路中必须有电源,因为电流是由电源的电动势引起的
2:如果电路不是闭合的,电路中没有电流,电源的电动势是否还存在呢?
动势反映了电源提供电能本领的物理量,电路不闭合电源电动势依然存在 。
在电磁感应现象里,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.
例:找出下图中相当于电源的那部分导体
感应电动势:
影响感应电动势大小的因素
结论:感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关。
设时刻 时穿过闭合电路的磁通量为 ,设时刻 时穿过闭合电路的磁通量为 ,则在时间 内磁通量的变化量为 ,则感应电动势为:
当E单位为V,φ单位为Wb,t单位为s时,K=1。
法拉第电磁感应定律: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.
(单匝线圈)
(单匝线圈)
例:求图中导体棒ef产生的感应电动势:
即:导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时,导体里产生的感应电动势的大小,跟磁感强度、导体的长度、导体运动的速度成正比.
例1: 如下图所示,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.
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例2: 如下图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴 , 以角速度ω作匀速转动,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,环中产生的电动势的平均值是多大?
解:当金属环面与磁感线平行时,穿过环的磁通量 .当环转过对30°时,环平面在垂直磁感线方向的投影
,穿过环的磁通量 .所以,在环转过30°的过程中,环中平均感应电动势
例3 如图1所示把线框abcd从磁感应强度为 的匀强磁场中匀速拉出,速度方向与ab边垂直向右,速度的大小为 ,线圈的边长为 ,每边的电阻为 ,问,线圈在运动过程中,ab两点的电势差为多少?
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,ab和cd两边切割磁感线,等效电路图如图2所示:
当cd边离开磁场,ab边切割磁感线,ad,bc,cd边的电阻属于外阻,等效电路图如图3所示:
例4、导体棒总长为L,处在磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如右图,在其中点C弯折,使bc与ac成60º角,则当ab在水平面内
沿垂直于ac的方向以速
度V向上匀速平动时,
求导线ab两端的感应电
动势大小
【3LVB/4】
例5、矩形线圈abcd,ab=l1,bc=l2,
垂直处于有界的匀强磁场中,磁感
强度为B,将线圈V以匀速拉出磁场
区域,线圈的电阻为R,求
1.感应电流大小和方向
2. 拉力的大小
3.拉力做的功
4.拉力的功率
5.通过导体横截面电量
V
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a
b
c
d
例6、如图,光滑竖直框架电阻不计,匀强磁场垂直其平面向里,磁感应强度为B,杆ab与框架接触良好,质量为m长为L电阻为R,令其由静止开始下落。(1)杆最后将达到一个稳定的速度,说明为什么有这样一个速度,(2)计算达到稳定的速度后电流的大小方向以及该速度大小。(