第十八讲 电磁感应（二）（课件）《电工技术基础与技能）高教版·第3版

18.电磁感应（二） 《电工技术基础与技能》高教版·第3版 电工技术基础与技能 1 一 【感应电动势】 目录 CONTENTS 电工技术基础与技能 【电磁感应定律】 二 2 电工技术基础与技能 　　注意：对电源来说，电流流出的一端为电源的正极。 　　在电源内部，电流从电源负极流向电源正极，电动势的方向也是由负极指向正极，因此感应电动势的方向与感应电流的方向一致，仍可用右手定则和楞次定律来判断。 　　一、感应电动势 　　1．定义 　　电磁感应现象中，闭合回路中产生了感应电流，说明回路中有电动势存在。在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源，如在磁场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。 　　2．方向 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3 电工技术基础与技能 　　感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发生变化，电路中就有感应电动势产生，与电路是否闭合无关。 　　若电路是闭合的，则电路中有感应电流，若电路是断开的，则电路中就没有感应电流，只有感应电动势。 　　3．感应电动势与电路是否闭合无关 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4 电工技术基础与技能 　　1．公式一 　　对于N 匝线圈，有 式中N 表示线圈匝数与磁通的乘积，称为磁链，用 表示。即 于是 　二、电磁感应定律  = N 　　大量的实验表明： 　　单匝线圈中产生的感应电动势的大小，与穿过线圈的磁通变化率 / t成正比，即 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5 电工技术基础与技能 　　如图所示，abcd 是一个矩形线圈，它处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面和磁场垂直，ab 边可以在线圈平面上自由滑动。设 ab 长为 l，匀速滑动的速度为 v，在 t 时间内，由位置 ab 滑动到 ab ，利用电磁感应定律，ab 中产生的感应电动势大小 即 导线切割磁感线产生的感应电动势 　　2．公式二 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 6 电工技术基础与技能 上式适用于 　　 的情况。 如图所示，设速度 v 和磁场 B 之间有一夹角 。 将速度 v 分解为两个互相垂直的分量 v 1、 v 2， v 1 = v cos 与 B 平行，不切割磁感线； v 2 = v sin 与 B 垂直，切割磁感线。 B 与 v 不垂直时的感应电动势 　　上式表明，在磁场中，运动导线产生的感应电动势的大小与磁感应强度 B、导线长度 l、导线运动速度 v 以及导线运动方向与磁感线方向之间夹角的正弦 sin 成正比。 　　用右手定则可判断 ab 上感应电流的方向。 　　若电路闭合，且电阻为 R，则电路中的电流 　　因此，导线中产生的感应电动势 E  B l v2  B l v sin 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 7 电工技术基础与技能 课堂练习 1.关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 （ ） A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 B 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 8 电工技术基础与技能 课堂练习 2.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 ，表述错误的是（ ） A．线圈中O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O至D时间内平均感电动势为0.4V C 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 9 电工技术基础与技能 课堂练习 3.如图所示，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5 ，求： 　　(1)感应电动势的大小； 　　(2)感应电流的大小和方向； 　　(3)使导线向右匀速运动所需的外力; 　　(4)外力做功的功率； 　　(5)感应电流的功率。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 10 电工技术基础与技能 课堂练习 3.如图所示，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5 ，求： 　　(1)感应电动势的大小； 　　(2)感应电流的大小和方向； 　　 　　解: (1)线圈中的感应电动势 　　(2)线圈中的感应电流 　　由右手定则可判断出感应电流方向为 abcd 。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 11 电工技术基础与技能 课堂练习 3.如图所示，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5 ，求： 　　(3)使导线向右匀速运动所需的外力; 　　 　　(3)由于 ab 中产生了感应电流，电流在磁场中将受到安培力的作用。用左手定则可判断出 ab 所受安培力方向向左，与速度方向相反，因此，若要保证 ab 以速度 v 匀速向右运动，必须施加一个与安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小 外力方向向右。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 12 电工技术基础与技能 课堂练习 3.如图所示，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5 ，求： 　　(4)外力做功的功率； 　　(5)感应电流的功率。 (4) 外力做功的功率 (5) 感应电流的功率 可以看到，P = P，这正是能量守恒定律所要求的。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 13 电工技术基础与技能 感谢观看 14 $$