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课件网) 梁宁 内蒙古师范大学 第3节：法拉第电磁感应定律 （第二课时） 人教版(2019年)高中物理选择性必修第二册 第二章 电磁感应 物理也疯狂 目录 平动切割的电动势 转动切割的电动势 01. 02. 线框切割的电动势 03. 感生电动势本质 04. 导体切割磁感线产生的电动势 01. 平动切割 01. 问题：如图所示，把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度 为 B 的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动 部分导体棒 MN 的长度为 l ，它以速度 v 向右运动，在 Δt 时间内，由原来的位置 MN 移到 M1N1。求：这个过程中线框的感应电动势？ 思考： 1.如果v与B不垂直呢？ 2.如果v与l不垂直呢？ θ v B v θ l 3.如果导体棒是弯曲的呢？ × × × × × × × × × × × × v L 平动切割 01. 产生的感应电动势为： 在Δt时间内，线框的面积变化量：ΔS＝lvΔt 则回路中的磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt 适用条件：导体运动方向与磁场方向垂直 平动切割 01. 如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角 θ（如图 ），速度 v 可以分解为两个分量： v1 ＝ vsin θ v2 ＝ vcos θ 故E=BLv1=Blvsinθ v2不切割磁感线，不产生感应电动势。 平动切割 01. v θ vsinθ vcosθ θ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × l：导线垂直于运动方向上的投影。 如果导线是弯曲的，应取与B、v垂直的等效直线的长度。 平动切割 01. 总结: 转动切割 02. 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，O、A两点哪点电势高？求OA两端产生的电动势多大？ × × × × × × × × × × × × × × × × O A L ω 思考：转动圆心分别在OA中间、OA延长线上以及OA外呢？ 转动切割 02. 如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B，垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。 O A L v × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。 右手定则：φA>φO，A相当于电源的正极。 线框切割 03. 线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E最大值。 思考：1.如果轴在中间或者线框外呢？ 2.下面情境中，导体棒的电动势如何计算？ θ B B θ 理解动生感应的本质 04. 导体棒CD 在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。思考下列问题: (1)导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？ (2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？导体棒哪端的电势比较高？ (3)当闭合回路中的导体切割磁感线运动时，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 典型例题 05. 【参考答案】C 如图，空间中存在平行于纸面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根在b点被折成直角的金属棒平行于纸面放置，，ab边垂直于磁场方向。现该金属棒以速度v垂直于纸面向里运动。则两点间的电势差为（ ） A． B． C． D． 典型例题 05. 【参考答案】C 如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R，金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示（以向下为正方向），时间内ab始终保持静止。则下列说法正确的是（ ） A．时间内ab中的感应电流方向总是由b到a B．时间内ab棒所受的安培力向左 C．时间内 ... ...
