导线切割磁感线运动课件

一、电磁感应定律
关于“探究感应电流的产生条件”中的几个演示实验，思考下列问题：
(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
(2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
图1
(3)在图 1 中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
答案
(1)穿过闭合电路的Φ变化
(2) E 感越大 I＝R＋ E r
图4
2R；沿 v2 的方向运动时，l＝ R .
如图 5 所示，如果长为 l 的直导线的运动方向与直导线本身是垂直 的，但与磁感线方向有一个夹角 θ(θ≠90°)，则此时直导线上产生 的感应电动势表达式是什么？
图5
v
B
水平分速度切割磁感线
E＝Blv1＝Blvsin θ.
一、法拉第电磁感应定律的理解
图6
解析 (1)由题图乙可知ΔΔBt ＝0.1 T/s
由法拉第电磁感应定律有 E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBt S＝2.0×10－3 V 则 I＝2ER＝1.0×10－3 A
由楞次定律可知电流方向为顺时针方向
(2)导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡
由题图乙可知 t＝1.0 s 时 B＝0.1 T
则 FT＝FA＝BId＝1.0×10－5 N.
法拉第电磁感应定律
1.闭合 磁通量 2.磁感应强度 B 有效面积 S 磁感应强度 B 闭合电路的有效面积 S
感应电动势 一、电磁感应定律
变化率 线圈的匝数 二、导线切割磁感线时的感应电动势
Blv Blvsin θ 三、反电动势 1. 反电动势 阻碍线圈的转动 其他形式 2. 反电动势 很大 把电动机烧毁 切断电源
I 感越大
产生 E 感
产生 I 感

机械电子工程系物理教育
§电磁感应现象之切割磁感线运动
应用：
发电机 动圈式话筒
发电机是根据电磁感应现象制成的
水力发电，风力发电，火力发电
2018/11/14
机械电子工程系物理教育
§电磁感应现象之切割磁感线运动
小作业：
课后查 阅动圈式话 筒的原理， 下节课由同 学们讲解
2018/11/14
机械电子工程系物理教育
实验操作：
1、保持线圈和磁体都不动
2、保持磁体不动，线圈前后动
3、保持磁体不动，线圈上下动
这都代表什么呢？
机械电子工程系物理教育
§电磁感应现象之切割磁感线运动
结论：
当导体回路中的一 部分在磁场中做切割磁 感线运动时，回路中就 会产生电流，这种现象 称为电磁感应。 在电 磁感应现象中产生的 电流叫作感应电流。
§电磁感应现象之切割磁感线运动
知识小结
基本概念：
（1）由于导体在磁场中运动而产生 电流的现象叫什么现象？ 电磁感应 （2）电磁感应现象中产生的电流叫？

2018/11/14
机械电子工程系
§电磁感应现象之切割磁感线运动
基本规律
（1）产生感应电流的条件是？
导体运动时要切割磁感线 （2）发电机是根据什么制成的？发电机发 电的实质是将什么转变成电能的过程？
电磁感应现象 其它形式的能转化为电能
2018/11/14
机械电子工程系物理教育
The end！
你，学会了吗？
谢谢 观赏！
电磁感应现象之切割磁感 线运动
§电磁感应现象之切割磁感线运动
上节回顾：
奥斯特 通电导线放在磁针上方，磁针发生偏转 由此发现了电与磁之间的关系

关键能力·合作学习
知识点一 法拉第电磁感应定律的理解和应用
1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率ΔΔΦt 的比较：
磁通量Φ
磁通量的 变化量ΔΦ
磁通量的 变化率ΔΔΦt
物理 某时刻穿过磁场中某 在某一过程中穿过某个面 穿过某个面的磁通
意义 个面的磁感线条数 的磁通量的变化量
量变化的快慢
磁通量Φ
R总 的时间无关。
角度 2 导体转动切割磁感线
导体转动切割磁感线产生的感应电动势
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，自圆心向外随半径增
大，速度是均匀增加的，所以导体运动的平均速度为 v ＝ 0 l ＝ l ，由公式 22
E＝Bl v
得，E＝B·l·l 2
＝21
Bl2ω。
【典例2】（多选）（2021·广东选择考）如图所示，水平放置足够长的光滑金属导 轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方 向如图的匀强磁场。金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好。初 始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到 c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（ ）
A.0～T3 时间内，穿过线框的磁通量最小 B．T3 ～23T 时间内，线框中始终产生逆时针方向的感应电流 C．T3 ～23T 时间内，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势 D．23T ～T时间内，线框受安培力的合力方向向右
【解析】选B、C。0～
T 3
时间内，长直导线中的电流最大，且保持不变，所以穿过
既不表示磁通量的大 小，也不表示变化的 多少。在Φ ­t图像中， 可用图线的斜率表示

例1.固定在匀强磁场中的边长为L的正方形导线框abcd， ab、bc、cd、da的电阻率处
处相同，每一边电阻均为R，PQ电阻为r．匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面
向里.如图所示，PQ以恒定速度v从ad边滑向bc边，PQ在滑动中与线框接触良好，且始
终与ad边平行，P和Q与边框间的摩擦忽略不计．求
课本45页第3题
3.有一边长 =0.1m的正方形导线框abcd，质量m=10g，由高度h=0.2m处自由下
落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边
dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是 。求线框在穿越匀强磁
场过程中产生的焦耳热。g取10m/S2。
的导体棒
课堂练习
1.当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机
速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种
科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机
的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场
B=4.6×10T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s
匀速巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电
势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2。下
列说法正确的是(
A
)
A.若飞机从西往东飞， U1比U2高
B.若飞机从东往西飞， U2比U1高
C.若飞机从南往北飞， U1 = U2
D.若飞机从北往南飞， U2比U1高
，求缆绳中的感应电动势。
课堂练习
2.一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度