法拉第电磁感应定律、公式E=Blv的使用
一、基础知识(一)法拉第电磁感应定律1、感应电动势
1感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源内阻.2感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即I=R+Er2、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.2公式:E=
ΔΔΦt3、导体切割磁感线的情形1一般情况:运动速度v和磁感线方向夹角为θ,则E=Blvsi
_θ2常用情况:运动速度v和磁感线方向垂直,则E=Blv3导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E=Blv=12Bl2ω平均速度等于中点位置线速度12lω.(二)法拉第电磁感应定律的应用1、感应电动势大小的决定因素1感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΔΦt和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.2当ΔΦ仅由B引起时,则E=
SΔΔtB;当ΔΦ仅由S引起时,则E=
BΔΔtS2、磁通量的变化率ΔΔΦt是Φ-t图象上某点切线的斜率.(三)导体切割磁感线产生感应电动势的计算1、公式E=Blv的使用条件
1匀强磁场.
2B、l、v三者相互垂直.
3如不垂直,用公式E=Blvsi
θ求解,θ为B与v方向间的夹角.
2、“瞬时性”的理解
1
f若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势.若v为平均速度,则E为平均感应电动势,即E=Blv3、切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度.图8中有效长度分别为:
图8甲图:l=cdsi
β;乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0丙图:沿v1方向运动时,l=2R;沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R4、“相对性”的理解E=Blv中的速度v是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系.
1应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤1分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况;2利用楞次定律确定感应电流的方向;3灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解.2.几点注意1公式E=
ΔΔΦt是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.2用公式E=
SΔΔBt求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积.3通过回路截面的电荷量q仅与
、ΔΦ和回路总电阻R总有关,与时间长短无关.推导如下:q=IΔt=Δ
ΔtRΦ总Δt=
RΔ总Φ
二、练习1、2011广东r