(
课件网) 2020 全国高中生物理学奥林匹克竞赛 普通物理学 （含竞赛真题练习） 电磁感应 (Electromagnetic Induction) L ?m变化 ?回路中产生Ii ———电磁感应 典型情形： ① 不变,回路变. (动生) ②回路不变, 变. (感生) 法拉第定律 动生电动势 感生电动势 自感与互感 磁场的能量 主要内容： §4.1 法拉第定律(Faraday?s Law)? ⒈电动势(electromotive force) ———表征电源做功的能力 ⑴表示法 ? ? 方向：(-)?(+) (V低?V高) ⑵物理意义 ———把单位正电荷从负极移到正极的过程中,电源所做的功． - + b a 大小：开路电压 (?=Vb-Va) ———电源内部存在非静电场 非静电场场强 ⑶场的观点 L,?i 计算： 设定回路L的正方向(此即?i的正方向) 右手螺旋 法线 的正方向 ⒉法拉第定律 ?m 法拉第定律 ?i (>0, 则与设定方向一致) N匝线圈： ⒊楞次定律(Lenz?s Law) ———感应电流的方向,总是使它产生的磁场抵抗引起这个感应电流的磁通的变化． Note: ———磁链(magnetic linkage) 其中 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 特点：磁场不变，导体运动． c d a b ab运动,其中电子受洛仑兹力: §4.2 动生电动势 (Motional Electromotive Force)? 动生电动势： ———普遍计算式 [例4-1] 导体棒长L,角速度?.若转轴在棒的中点,则整个棒上电动势的值为 ;若转轴在棒的端点,则电动势的值为 . ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r+dr r 解： ⑴转轴在中点 两侧各线元上的d?i两两抵消 ⑵转轴在端点 于是 则 r－r+dr线元: 设转轴在左下端,?i正方向指向右上端. [思考] ①转轴位于L/3处，结果？ ② a b c ? abc为金属框,bc边长为L ,则a、c两点间的电势差Va-Vc=? Hint: 整个框 ?i= ?ab+?bc+?ca= 0 ?bc=?BL2/2 ? ?ca =-?BL2/2 ?ab=0 =Va-Vc [例4-2] 已知 I=40A, v=2m/s,则金属杆AB中的感应电动势?i= ,电势较高端为 . 解： o X x x+dx 1m 1m I A B ⑴设?i正方向为A?B 则对于x-x+dx线元,有 于是 ⑵∵?i=VB-VA<0 ∴A端电势较高 [思考] a b c d o I ①金属杆为半圆, ?cd=? Hint： ③金属杆为任意形状,c、d位置及速度方向同前,则?cd=? ②金属杆为半圆,其所在平面垂直于直线电流,则?cd=? ⊙ ⊙ a b c d o I 答案同① 答案同① 谢谢观看！ 祝大家竞赛顺利、学业有成
