6.2 法拉第电磁感应定律（2）动生电势能 课件-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册

第二节 法拉第电磁感应定律（2） 动生电动势 第六章 电磁感应定律 选修系列 1 前文回顾 闭合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。 法拉第电磁感应定律 一、右手定则 I 情景通常称为导体切割磁感线产生感应电流。要判断直导线切割磁感线产生感应电流的方向，除了应用楞次定律以外还可以用右手定则 。 对于该模型，我们用右手定则可以方便求解感应电流的方向 请问感应电流的大小是否也有特殊的解法。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 二、动生电动势 G a N v b M N' M' 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个宽度为 l 的线框 cabd，线框的平面跟磁场方向垂直。设一可移动的导体棒 MN 以速度 v 向右匀速运动，在 Δt 时间内，由位置 MN 移动到 M1N1。求回路中的感应电动势。 根据法拉第电磁感应定律，回路中感应电动势的大小 移动的距离为 导体棒与线框包围的“面积”变化量为 在 Δt 时间内，闭合回路 abNMa 的磁通量的变化量 vΔt ΔS = lvΔt ΔΦ = BΔS = BlvΔt 这时运动的导体会产生感应电动势，运动的导体相当于一个电源。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 二、动生电动势 G a N v b M N' M' 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个宽度为 l 的线框 cabd，线框的平面跟磁场方向垂直。设一可移动的导体棒 MN 以速度 v 向右匀速运动，在 Δt 时间内，由位置 MN 移动到 M1N1。求回路中的感应电动势。 更进一步讲，运动的导体相当于一个电源内部。 I 由于非静电力做功，当电荷从N运动到M时， 电势被抬升 故φM> φN 也可以认为四指指尖是电源的正极，四指掌心是电源的负极 + - × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 二、动生电动势 G a N v b M N' M' 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个宽度为 l 的线框 cabd，线框的平面跟磁场方向垂直。设一可移动的导体棒 MN 以速度 v 向右匀速运动，在 Δt 时间内，由位置 MN 移动到 M1N1。求回路中的感应电动势。 可见，在磁场中导体切割磁感线运动时，当 B、l、v 三者方向相互垂直时，感应电动势的大小为 如果用一矩形线圈的一条边在匀强磁场中垂直切割磁感线，就能用实验室仪器测量感应电动势，从而验证法拉第电磁感应定律。 实验仪器 图中 n 匝矩形线圈可以沿固定的垂直导轨下落。线圈上固定一个挡光片，当挡光片穿过光电门时，线圈下面的一条边进入磁场。线圈可从不同高度下落。光电门传感器采集线圈的瞬时速度 v，电压传感器记录此时的感应电动势 E。作出 E-v 图线就可以判断感应电动势与线圈运动速度之间的关系。 导体中产生的感应电动势 E 的大小跟磁感应强度 B、导线的长度 l 和速度 v 成正比。 二、动生电动势 实验理解 二、动生电动势 如果是n匝线框的一边在磁场中切割磁感线，则有E＝nBlv 式中的l应理解为导体切割磁感线时的有效长度 当有任意两个量的方向平行时，E＝0。 二、动生电动势 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × N M ω 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个长度为 l 的金属棒，以角速度顺时针匀速转动，求回路中的感应电动势。（利用法拉第电磁感应定律基础公式） 在Δt时间内扫过的角度 对应的弧长 对应扫过的面积 还有其他方法吗？ 平均速度法。 二、动生电动势 蹄形磁体的两个磁极之间存在磁场，把紫铜圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁感线的运动。 辐条和外电路中的电流表构成闭合电路，电路中产生了感应电流。 随着圆盘的不断旋转，任何时刻总有某根辐条能够与电刷接触形成回路，便在电路中形成持续不断的电流。 圆盘发电机和原理图 二、动生电动势   E＝Blv 区别 研究对象 整个闭合回路 回路中做切割磁感线运动的那部分导体 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体切割磁感线运动的情况