2.2 法拉第电磁感应定律-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版（2019） 高中物理 选择性必修第二册 第二章：电磁感应 Faraday's law of electromagnetic induction 授课老师：物理优课PPT 学习目标 1 通过实验，理解法拉第电磁感应定律。知道 是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。 2 经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出 的过程，体会矢量分解的方法。 3 知道 与 的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点。 问题3 感应电源的电动势的方向是怎样的呢？ 问题1 电路中要有电流，就需要一个电源，电源有两个重要参数，一个是内电阻，另一个是什么？ 新课导入 电动势 问题2 电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，感应电路中有没有电源？这个电源在哪里？ 有电源，产生电磁感应的部分就是电源。比如，动生现象中切割磁感线的导体，感生现象中变化磁场穿过的线圈。 I v 楞次定律 右手定则 3 问题2 楞次定律的内容是什么? 知识回顾 问题1 产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路 （2）磁通量变化 即增反减同、来拒去留、增缩减扩 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化 4 问题3 电路中产生持续电流的条件是么？ 知识回顾 电路闭合，有电源 问题4 试从本质上比较甲、乙两电路的异同 甲 N S G 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 5 知识回顾 甲 N S G 乙 甲乙两图，开关断开，电路中有电流吗？ 没有 甲乙两图，如果电路不是闭合的，电路中就没有电流，电源的电动势是否还存在呢？ 存在 乙图电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，但电动势依然存在。 这两种情况下，如果电路不闭合会怎样呢？ 由此可见，在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。 6 01 感应电动势 02 法拉第电磁感应定律 03 导体切割磁感线时的感应电动势 04 反电动势 感应电动势 （1）产生感应电动势的那部分导体相当于电源 说明 ①电路闭合时有感应电动势，感应电流。 ②电路断开时有感应电动势，但无感应电流。 （2）产生条件：穿过电路的磁通量发生变化 ①磁通量变化为电磁感应的根本原因。 ②产生感应电动势为电磁感应现象的本质。 1、定义： 在电磁感应现象中产生的电动势。 螺线管为电源 等效电路 N S G 乙 8 感应电动势 （3）磁通量变化是电磁感应的根本原因：产生感应电动势是电磁感应现象的本质。（产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力） 总结 感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。 9 01 感应电动势 02 法拉第电磁感应定律 03 导体切割磁感线时的感应电动势 04 反电动势 1.探究影响感应电动势大小的因素 实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。 11 1.探究影响感应电动势大小的因素 实验过程 1、感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系 线圈匝数：200 下落高度：30厘米 磁铁个数 指针指示值 1个     15 31  感应电流大小与磁铁个数成正比 ？ 2个 12 1.探究影响感应电动势大小的因素 实验过程 2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系 线圈匝数：200 磁铁个数：2个 下落高度 指针指示值 10厘米     18 36？  感应电流大小与磁铁运动速度成正比 13 1.探究影响感应电动势大小的因素 实验过程 3、感应电流大小与线圈匝数的关系 磁铁个数：2个 下落高度：30厘米 线圈匝数 指针指示值 100 200     15 31？  感应电流大小与线圈匝数成正比 ？ 14 1.探究影响感应电动势大小的因素 15 总结 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 取适当单位则k=1 线圈由1匝 n （单位为伏、韦伯、秒及国际单位时 则 k=1） 定律内容 16 法拉第电磁感应定律 1.内容 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。 注意： （1）公式中 Δφ 取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。 n 为线圈的匝数 2.公式 17 法拉第电磁感应定律 几点说明 ⑶ 产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。 ⑴ 不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。 ⑵ 磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是闭合的，电路中将会有感应电流。 18 法拉第电磁感应定律 3．对法拉第电磁感应定律的理解 (1) 公式 只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时 应取绝对值，至于感应电动势的方向，可以用楞次定律去判定。 (2) 所研究的对象是一个回路， 是在 内的平均值，适用于任何由导体构成的回路。 (3) 磁通量的变化率 是 图象上某点切线的斜率大小。 图像的斜率叫磁感应强度的变化率 。 4．磁通量 、磁通量变化量 及磁通量变化率间 的关系 (1) 均与线圈匝数无关。 (2) 、 三者的大小之间没有直接关系， 很大时，、 可能很小，也可能很大；时， 可能不为零。 19 法拉第电磁感应定律 20 法拉第电磁感应定律 ① B 不变, S 发生变化，ΔS＝S2-S1 ： ② S 不变, B 发生变化，ΔB＝B2-B1 ： 用公式 求 E 的几种常见情况： ③ 如果 B、S 都变化呢？ ω 5.应用 21 法拉第电磁感应定律 思考与讨论 问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗? 问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? (可以类比速度、速度的变化和加速度) 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系： 磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零)；磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小)。 22 法拉第电磁感应定律 比 较 23 课堂小练 『判一判』 (1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。 (　　) (2)磁通量越大，磁通量的变化量也越大。 (　　) (3)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。 (　　) (4)穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大。 (　　) (5)穿过线圈的磁通量等于零，所产生的感应电动势就一定为零。 (　　) ×　 ×　 ×　 √　 ×　 24 课堂小练 例1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加 ，则（ ） A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势 C 例2．有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 25V 25 课堂小练 例3．一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。 16V 例4．一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 1.6V 26 课堂小练 例5．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s D 27 课堂小练 例6．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图所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V ABD Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 斜率表示Φ的变化率 28 课堂小练 例7．在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有一矩形线框，边长 ab=L1,bc=L2 线框绕中心轴 00‘以角速度 ω 由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过 1/4 周的过程中的平均感应电动势 (2)线圈转过 1/2 周的过程中的平均感应电动势？ B 0 0' a ω d c b 29 01 感应电动势 02 法拉第电磁感应定律 03 导体切割磁感线时的感应电动势 04 反电动势 导体切割磁感线时的感应电动势 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 回路在时间 内增大的面积为： ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt （V是相对于磁场的速度） 如图所示闭合线框一部分导体 长 ，处于匀强磁场中，磁感应强度是 ， 以速度 匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 31 导体切割磁感线时的感应电动势 1.表达式 适用条件：（1）匀强磁场中 （2）导线L、B、v两两垂直时 （θ为v与B夹角） θ v B V1 V2 若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线) θ 为 v 与 B 夹角 32 导体切割磁感线时的感应电动势 2．对公式 的理解 (1) 如果是 匝线框的一边在磁场中切割磁感线，则有 (2) 该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，求导体切割磁感线时的感应电动势更简捷。速度 为瞬时值， 就为瞬时电动势；速度 为平均值， 就为平均电动势。 (3) 当 三个量方向相互垂直时，；当有任意两个量的方向平行时，。 (4) 式中的 l 应理解为导体切割磁感线时的有效长度。 如图所示，导体切割磁感线的情况应取与 B 和 v 垂直的等效直线长度，即 ab 的长度。 33 导体切割磁感线时的感应电动势 2．对公式 的理解 (5) 该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时。 (6)当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同， 是线性增加的，所以导体运动的平均速度为 ＝ ＝ ，由 公式 得，（导体棒旋转切割磁感线） (7) 公式中的 应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。 34 导体切割磁感线时的感应电动势 35 导体切割磁感线时的感应电动势 思考与讨论 当闭合回路中的导体切割磁感线运动时，电路中产生感应电动势，从而电路中有感应电流，在这种情况下，非静电力是怎么来的呢？它是如何将其它形式的能转化为电能的? v0 M N × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× × × × ×× R 36 导体切割磁感线时的感应电动势 自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。 为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。 导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向？ C D 分析与解答: 1、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。 问题1 37 导体切割磁感线时的感应电动势 导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒一直运动下去? 问题2 C D + - 自由电荷不会一直运动下去。 当电场力等于洛伦兹力   时，自由电荷不再定向运动。同时   消失,电动势稳定。 导体棒的哪端电势比较高? 导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从 C 端外流出，即C 端电势高。 问题3 38 导体切割磁感线时的感应电动势 如果用导线把 C、D 两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的? 问题4 由 D 指向 C 如果移去 C、D 两端连接的用电器，导体棒中还有电流吗?还有电动势吗? 问题5 无电流，但有电动势 动生电动势 C D + - 39 导体切割磁感线时的感应电动势 动生电动势：由于导体的运动(切割磁感线)而产生的感应电动势。 动生电动势大小： 动生电动势方向： 右手定则 思考：又是什么力充当非静电力？ 非静电力：与洛伦兹力有关 动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的分力。 当：F电=F洛时，有：qvB=qE/l 得出公式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致 注意： 动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功。 40 导体切割磁感线时的感应电动势 想一想 导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？ 受向左的安培力作用 ，需要外力 41 导体切割磁感线时的感应电动势 想一想 沿杆方向的洛伦兹力做功吗?与我们在《磁场》学习时得到的结论：“洛伦兹力永不做功！”矛盾吗？ + - 不矛盾，洛伦兹力与粒子的速度是垂直关系 42 导体切割磁感线时的感应电动势 想一想 能量是怎样转化的呢？ 其它形式的能 导体棒的动能 f1做正功 电能 内能…… 电流做功 f1 43 导体切割磁感线时的感应电动势 想一想 洛伦兹力在整个能量转化的过程中起什么作用？ 洛伦兹力的沿杆分力f1：扮演了非静电力，其做了多少正功，就转化出了多少电能。 洛伦兹力的垂直杆分力 f2 ：宏观表现为安培力，通过计算克服安培力做了多少功，也可知道产生了多少电能。 即外力克服洛伦兹力的一个分量   所做的功，通过另一个分量    转化为感应电流的能量 洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用 f1 44 导体切割磁感线时的感应电动势 想一想 试从能量转化角度来推导感应电动势的大小 f1 45 课堂小练 例1．【例题】如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为 的是（ ） A.丙和丁 　　　B.甲、乙、丁 C.甲、乙、丙、丁 　　　 D.只有乙 B 【解析】公式 E＝Blv 中的 l 应指导体的有效切割长度，甲、乙、丁中的有效切割长度均为 l，电动势 E＝Blv；而丙的有效切割长度为 0，电动势为 0，故选项B正确. 46 课堂小练 例2．如图，匀强磁场的磁感应强度为 B，长为 L 的金属棒 ab 在垂直于 B 的平面内运动，速度 v 与 L 成 θ 角，求金属棒 ab 产生的感应电动势。 a b θ v 47 课堂小练 例3．如图,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. ω A O A' 48 课堂小练 例4．如图,一个水平放置的导体框架,宽度 L=1.50m,接有电阻 R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度 B=0.40T,方向如图.今有一导体棒 ab 跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体 ab 电阻均不计,当 ab 以 v=4.0m/s 的速度向右匀速滑动时，试求： (1)导体ab 上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小 E=BLv=0.80V 49 课堂小练 例5．如图，水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ,它们的电阻不计,在 M 和 P 之间接有 R=3.0Ω 的定值电阻,导体棒长 ab=0.5m,其电阻为 r =1.0Ω,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使 ab 以 v=10m／s 的速度向右做匀速运动。 (1)ab中的电流多大? ab两点间的电压多大? (2)维持 ab 做匀速运动的外力多大? (3)Ab 向右运动 1m 的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少? WF=0.1J I=0.5A F=0.1N Q=0.1J U=1.5V R B r P M N a Q b v 50 01 感应电动势 02 法拉第电磁感应定律 03 导体切割磁感线时的感应电动势 04 反电动势 反电动势 V 此电动势阻碍电路中原来的电流. 故称之为反电动势 开关闭合后，导体棒受安培力作用而向右运动，导体棒会产生感应电动势，该感应电动势是削弱了电源产生的电流吗？ 52 反电动势 问题2 电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗?方向怎样? 问题1 在图4.4-3中,电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样?AB 边、CD 边受力方向怎样?线圈的运动方向怎样? 直流电动机的原理: 通电导线在磁场中 受安培力而运动。 问题3 感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动? 问题4 如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?这时应采取什么措施? 53 反电动势 1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的 电源电动势作用的感应电动势。 2.作用：阻碍线圈的转动，要维持线圈原来的转动，电源就必须向电动机提供 。这正是电能 为其他形式能（机械能）的过程。 3.危害与防止 若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有了 ，电阻很小的线圈中电流会 ，可能会把电动机 ，这时应立即 电源，进行检查。 削弱 能量 转化 反电动势 很大 烧毁 4.正因为反电动势的存在,使得回路电流 I＜，所以对电动机而言,闭合电路的欧姆定律不成立。 切断 54 课堂练习 例1．关于反电动势，下列说法中正确的是（　 ） A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势 C．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D．反电动势就是发电机产生的电动势 【解析】反电动势是与电源电动势相反的电动势，其作用是削弱电源的电动势，产生反电动势的前提是必须有电源存在，即通电线圈在磁场中转动，产生的感应电动势与电源电动势相反，因此ABD错误，故正确答案为C。 C 55 课堂练习 例2．如图所示，水平金属导轨 AB′、CD 通过开关 S 和电源相连，两导轨间距离为 L，匀强磁场垂直金属导轨向里，光滑导体杆 ab 同导轨接触良好，设电源的电压为 E，磁感应强度为 B，当开关闭合后，ab 杆所能达到的最大速度为多大，此时的反电动势为多大？ 56 总结 对比两个公式 求平均感应电动势 △t 近于 0 时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v 是平均速度 求瞬时感应电动势，v 是瞬时速度 57 课堂总结 法拉第电磁感应定律 （v⊥B） （v⊥杆） 法拉第电磁感应定律 右手定则 感应电动势 58 课后练习 59 课后练习 60 课后练习 61 课后练习 62 课后练习 63 课后练习 64 课后练习 65 课后练习 66 人教版（2019） 高中物理 选择性必修第二册 第二章：电磁感应 Faraday's law of electromagnetic induction 授课老师：物理优课PPT Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) 磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ与磁通量变化率eq \f(ΔΦ,Δt)的比较。 物理量 单位 物理意义 计算公式 与电磁感应关系 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 Φ＝B·S⊥ 无直接关系 磁通量的 变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少 ΔΦ＝Φ2－Φ1 产生感应电动势的条件 磁通量的 变化率eq \f(ΔΦ,Δt) Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S,\f(|Φ1－Φ2|,Δt))) 决定感应电动势的大小 E＝neq \f(ΔΦ,Δt) E＝Blvsin θ 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 计算结果 Δt内的平均感应电动势 某一时刻的瞬时感应电动势 联系 E＝Blvsin θ是由E＝neq \f(ΔΦ,Δt)在一定条件下推导出来的，该公式可看作法拉第电磁感应定律的一个推论 1.（法拉第电磁感应定律）如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1 000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1 Ω。在线圈外接一阻值R＝4 Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。求： (1)0～4 s内，回路中的感应电动势； (2)t＝5 s时，a、b两点哪点电势高？ (3)t＝5 s时，电阻R两端的电压U。 答案：(1)1 V　(2)a点的电势高　(3)3.2 V 思路点拨： (1)磁感应强度在0～4 s内均匀增大，可由E＝neq \f(ΔB,Δt)·S，求感应电动势。 (2)t＝5 s时，磁感应强度正在均匀减小，线圈产生感应电动势，相当于电源。 解析：(1)根据法拉第电磁感应定律得，0～4 s内，回路中的感应电动势 E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝1 000×eq \f(0.4－0.2×2×10－2,4) V＝1 V。 (2)t＝5 s时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里，故a点的电势高。 运用E＝neq \f(ΔΦ,Δt)求解感应电动势的三种思路 (1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，则E＝nBeq \f(|ΔS|,Δt)。 (2)垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化，则E＝nSeq \f(|ΔB|,Δt)。 (3)磁感应强度B、垂直于磁场的回路面积S均发生变化，则E＝neq \f(|Φ2－Φ1|,Δt)。　　　　 (3)在t＝5 s时，线圈的感应电动势 E′＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝1 000×eq \f(|0－0.4|×2×10－2,2) V＝4 V 根据闭合电路欧姆定律，得电路中的电流 I＝eq \f(E′,R＋r)＝eq \f(4,4＋1) A＝0.8 A 故电阻R两端的电压U＝IR＝0.8×4 V＝3．2 V。 答案：B　 解析：由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知，E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔBS,Δt)＝eq \f(ΔB·πR2,Δt)，由于两圆环半径之比Ra∶Rb＝2∶1，所以Ea∶Eb＝4∶1。综上所述，选项B正确。 2．（法拉第电磁感应定律）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是 (　　) A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 2.（动生电动势）如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v＝4．0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： (1)ac棒中感应电动势的大小； (2)回路中感应电流的大小； (3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。 答案:　(1)0.80 V　(2)4．0 A　(3)0.80 N 解析：(1)ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小E＝Blv＝0.40×0.50×4．0 V＝0.80 V。 (2)回路中感应电流的大小I＝eq \f(E,R)＝eq \f(0.80,0.20) A＝4．0 A 由右手定则知，ac棒中的感应电流由c流向a。 (3)ac棒受到的安培力大小 F安＝BIl＝0.40×4．0×0.50 N＝0.80 N， 由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外＝F安＝0.80 N。 4.（动生电动势）[多选]法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是 (　　) A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 答案：　AB 解析：由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势E＝eq \f(1,2)Bl2ω知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误。 $$