4.44法拉第电磁感应定律
电机学4.44公式
电机学4.44公式电机学4.44公式是电动机的重要公式之一,在电机学中有非常重要的应用。
本文将详细介绍电机学4.44公式的定义、推导及应用,并阐述其在电机领域中的重要性。
一、定义电机学4.44公式是指电动机中电磁感应电势的计算公式,也称为电磁感应电势常数(K)。
其中,电机学4.44公式的数学表达式为:K = 4.44 × f × φ其中,K表示电磁感应电势常数,f表示电机运转的频率,φ表示磁通量。
二、推导电机学4.44公式的推导,需要从电磁感应现象下手。
由法拉第电磁感应定律可知,当导体在磁场中相对运动时,会产生感应电动势。
因此,当旋转子在磁场中旋转时,旋转子中导体上就会产生感应电动势。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量和导体运动速度密切相关,即:ε = Blv其中ε表示感应电动势,B表示磁感应强度,l表示导体的长度,v表示导体的运动速度。
在电机中,磁通量是由旋转子的磁场产生的,因此磁通量的大小与电机中电流密度和导体几何形状有关。
接下来,我们要推导出磁通量与电机运转的频率之间的关系。
在交流电机中,电流具有正弦形的变化规律,其频率为f,电流的大小则与电机的负载有关。
我们按照牛顿第二定律将导体所在的转子分为质点,将质点所受的电磁力表示为F,其表达式为:F = BILsinθ其中B表示磁感应强度,I表示电流强度,L表示导体长度,θ表示导体和磁场之间的夹角。
由于电机的负载会影响电流的大小,因此我们需要对电机的平均负载进行处理。
假设电机的平均负载为cosθ,则电机中磁通量的大小为:φ = BLcosθp其中p表示电机极对数。
根据交流电机的特性可知,电流在一个周期内的变化次数为f,因此在一个周期内磁通量的变化次数也为f。
因此,电磁感应电势常数K的表达式为:K = ε/φ将前面推导的ε和φ带入上式,化简得到:K = 2πf/60 × p又由于1圈磁通量等于电机中极对数的两倍,因此:K = 4.44 × f × φ三、应用电机学4.44公式在电机领域中具有广泛的应用。
课件9:4.4法拉第电磁感应定律
2.解决问题的关键:产生感应电动势的那部分导体或线圈作为电 路的电源和内电路.
3.根据电磁感应的平均电动势求解电路中通过的电量:q=I·Δt ΔΦ
=RE总·Δt=nRΔ总t ·Δt=nΔRΦ总 .
【典例 3】 如图所示,在宽为 0.5 m 的平行导轨上垂直导轨 放置一个有效电阻为 r=0.6 Ω 的直导体棒,在导轨的两端分别连接 两个电阻 R1=4 Ω、R2=6 Ω,其他电阻不计,整个装置处在垂直导 轨向里的匀强磁场中,如图所示磁感应强度 B=0.1 T.当直导体棒 在导轨上以 v=6 m/s 的速度向右运动时,求:直导体棒两端的电压 和流过电阻 R1 和 R2 的电流大小.
知识点二 导体切割磁感线时的 感应电动势 1.导线切割磁感线时的感应电动势 (1)导线垂直于磁场运动,B、l、v 两两垂直时,如图所示,E=Blv.
(2)导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为 θ 时,如图所示,E=Blvsin θ
2.反电动势 (1)定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产生的 削弱电源电动势作用的感应电动势. (2)反电动势的作用:阻碍线圈的转动.如果要使线圈维持 原来的转动,电源就要向电动机提供能量,此时,电能转化为 其他形式的能.
3.要严格区分磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的变化 率ΔΔΦt .
物理量 单位
物理意义
表示某时刻或某位置 磁通量Φ Wb 时穿过某一面积的磁
感线条数的多少
公式 Φ=B·S⊥
表示在某一过
磁通量的
程中穿过某一
Wb
变化量 ΔΦ
面积的磁通量
变化的多少
磁通量的
法拉第电磁感应定律说课稿PPT
三、教学过程 教学设计的总体思路
①建立感应电动势概念 ②对实验定性分析、得出电磁感应定律表达式 导线切割磁感线时的感应电动势 ③利用表达式分析两种特殊情况{ 反电动势
复习导入
1.闭合电路中有无感应电流?感应电流 的方向? 2.产生感应电流的原因
通过这个例题可以复习楞次定律同时引入感 应电动势的概念
板书设计 法拉第电磁感应定律 1、感应电动势 2、探究实验 结论: 法拉第电磁感应定律 了让学生对法拉第电磁感应定律进行更加深 刻的理解掌握,我布置了以下题目: P17,第2、3两题
【环节五】课堂小结 环节五】 (1)导体做切割磁感线运动时,感应电动势由E= BLvsinθ确定。 (2)穿过电路的磁通量变化时,感应电动势由法拉 第电磁感应定律确定,即E=n∆φ/∆t。 (3)感应电流的大小由感应电动势的大小和电路的 总电阻决定,符合欧姆定律。
通过以上环节的实施,锻炼了学生动手操作,实验观察的能力 和分析总结归纳的能力,运用类比的方法加深了学生对法拉第 电磁感应定律的理解。
2.理解法拉第电磁感应定律
区别φ、∆φ、∆φ/∆t
两种方法:(1)图像法 (2)类比法
【环节三】导体切割磁感线时的感应电动势 环节三】
导体切割磁感线时,感应电动势如何计算呢? 本环节在学案上创设如下情景,要求学生 自主推导,得出结论,然后多媒体展示结 果。 1.把矩形线框abcd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。线框 可动部分ab的长度是L,以速度v向右运动, 求线框中产生的感应电动势E的大小。 由题意推导公式:E=BLv 通过讲解,让学生分清两种方法E=n∆φ/∆t和E =BLv的使用范围
【环节二】电磁感应定律内容及公式推导 环节二】
1 .设计实验,提出猜想 设计线圈与电流表构成回路,条形磁铁 ①分别将一块磁铁、两块同向捆绑在一起的磁铁 从线圈中以相同速度拔出一定距离,让学生观察 指针偏转情况 通过观察现象,学生很容易得出错误的结论:磁 通量变化大,感应电动势就大。 ②分别将两块相同的磁铁以不同的速度从线圈中拔出一段距离,让学生 观察指针偏转情况 通过观察现象,将第一次操作得出的结论否定,提出正确观点:感应电 动势可能与磁通量变化的快慢有关,磁通量变化越快,感应电动势就越 大。 ③直接给出法拉第电磁感应定律,让学生从加速度定义式上类比理解 感应电动势的大小与∆φ无关,与∆t无关,只与磁通量的变化率有关。 若线圈为n匝连绕,则E=n∆φ/∆t(即相当于n个单匝电源相串联)
4.42法拉第电磁感应定律
第四章《电磁感应》
4.42《法拉第电磁感应定 律》
复习回顾:
一、感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E) 产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 二、法拉第电磁感应定律 E n Φ E n BS E n SB
t
t
t
三、导体切割磁感线时的感应电动势 E BLv sin
强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场
的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.
A' ω A O
1 2 E BL 2
例与练3
如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金 属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接 有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为 r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向 下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m/s的速度 向右做匀速运动. (1)ab中的电流多大? ab两点间的电压多大?
E
2 BL1 L2
b
B c 0'
例与练6
如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m, 接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直, 磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab 跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及 导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右 匀速滑动时,试求: (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小
(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势
(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势
思考: 转动1周的过程中ab边产生 的感应电动势哪个时刻最大? b 哪个时刻最小?
nBL1L2 sin E BLv sin a 2
4.4法拉第电磁感应定律
E BLV中 (等效)
三、匀强磁场中,导线切割磁感线时的感应 电动势
3、补充:若导体棒绕某一固定转轴切割磁感线 时,虽然棒上各点的切割速度并不相同,但可用 棒中点的速度等效替代切割速度,常用公式:
E=BLV中
1 或:E B L2 2
说明:公式E=Δφ/Δt,E=nΔφ/Δt一般适用于求解 平均电动势的大小;而推导公式E=BLV一般适用 于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小。 讨论:产生感应电流与产生感应电动势的条件一 样吗? (导体在磁场中做切割线运动或者是穿过某一回 路的磁通量发生变化,就一定产生感应电动势)
2、Φ、△Φ、△Φ/△t的区别?
磁通量Φ是指穿插过某一回路的磁感线的条数;
磁通量的变化量△Φ是说明磁通量改变了多少,但不 能说明磁通量改变的快慢,值得注意的是当一个回路 平面翻转180°时,磁通量的大小变不变暂且不论, 但方向由正变负或由负变正,而磁通量的变化量为 △Φ=|△Φ1|+|△Φ2|; 磁通量变化率△Φ/△t是指磁通量变化快慢的物理量, 决定了该回路的感应电动势的大小,再结合该回路电 阻可决定该电路的感应电流的大小.
直接写出图所示各种情况下导线ab两端的感应电动
势的表达式(B.L.ν.θ已知)
①E=Blvsinθ;
②E=2BRv;
③E=BRv 随堂练习
三、匀强磁场中,导线切割磁感线时的 感应电动势
1、公式: E=BLV 或E=BLVsinθ θ:速度与磁感应强度的夹角 L:有效长度 2、适用条件: 匀强磁场 (或者)导体所在位置的各点B均相同
4、△Φ一般可包括三种情况:
①回路面积S不变,而磁感应强度B变化,则有 E=nS△B/ △t ②磁感应强度B不变,而回路面积S变化,则有 E=nB△s / △t ③回路面积与磁感应强度B均保持不变,但回路平面 在磁场中转动引起磁通量的变化。
变压器感应电势公式中“4.44”的由来
变压器感应电势公式中“4.44”的由来《电网进网作业许可证考试参考教材.高压理论部分》第二章讲,根据电磁感应定律,一次侧绕组感应电势为:E1= 4.44 ƒ Ν1фm(1)二次侧绕组感应电势为:E2= 4.44 ƒ Ν2фm(2)其它部分我们不补充了,单说系数““4.44”的由来。
我们学习技术的时候不能死记,有一点疑问就要想出来:为什么是“4. 44”呢?简单地说,和有效值有关,但我们要更深一步,了解电磁感应原理了。
看右图。
根据法拉第电磁感应定律,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。
写成公式就是:这是微分式,用普及式可表示为:“Δ”表示增量,或变化量。
“e”是感应电动势,“N”是线圈匝数,“ф”是主磁通,“t”是时间。
此式说明,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。
也就是磁力线切割线圈越快,感应电动势越高。
用“-”号表示感应电动势与输入电压方向相反。
图一假定变压器是空载的,在左侧一次绕组N1输入电压、流过空载电流、建立空载磁场,产生主磁通Фm(Фm是交变磁通的最大值,具有交变性质,符号上边应点圆点,字库没有此种字型),通过铁芯磁路,与一次、二次线圈全部匝数交链,分别产生感应电动势E1、E2,于是,式2可以分别表示一次、二次线圈感应电动势为:e1、e2分别为一次、二次线圈感应电动势的瞬时值假定主磁通Фm按正弦规律变化,把微分计算出来:dФ/dt=d(Фm sin(ωt)/dt=Фmωcos(ωt),并考虑E m=√2E,式3变为:e1=-N1·dФ/dt=-N1ωФm cosωt=-E m1cosωt从上式中,将后两个步骤列出:-N1ωФm cosωt=-E m1cosωt移项得到:E m1=N1ωФm电动势E m是最大值,取有效值(E m除以√2),并考虑到ω=2πƒ,为:E1=2πƒ N1Фm /√2=√2πN1Фm=4.44ƒ N1Фm,再写一遍:E1=4.44ƒ N1Фm (式5)仿此:E2=4.44ƒ N2Фm (式6)“4.44“就是这么来的,是电动势由最大值E m换算为有效值,系数为√2=1.414,再乘以公式中已有的常数π=3.1416得来的。
44法拉第电磁感应定律新LI精品PPT课件
四、反电动势
问题3:感应电动势是加强了电源产生的 电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线 圈转动还是阻碍了线圈的转动?
1、定义:电动机转动时产生的感应电 动势总要削弱电源产生的电流,这个电 动势叫反电动势.
面积S发生变化,ΔS=S2-S1,此时:
E n BS (动生电动势) t
2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应
强度B发生变化,ΔB=B2-B1,此时:
E n SB t
(感生电动势)
例与练1
有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁 通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电 动势。
25V
例与练2 一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它 的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。 求线圈中的感应电动势。
E=B(Lsinθ)V
a
θ
v b
有效长度: 导线在垂直速度方向上的投影长度
练习:半径为R的半圆形导线在匀强磁场B
中,以速度V向右匀速运动时,E=?
×××××
E = B·2R·V
×××××
× ×O × × V×
×××××
× R× × × ×
×××××
有效长度: 弯曲导线在垂直速度方向上 的投影长度
三、导体切割磁感线时的感应电动势
电路中感应电动势的大小,跟穿过这 一电路的磁通量变化率成正比 。
2、公式:
t
(单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1) E n Φ
注意:公式中Δφ取绝对
t
值,不涉及正负,感应电
n为线圈的匝数
流的方向另行判断。
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
4.4法拉第电磁感应定律(第二课时及习题课)
正交性 平均性 瞬时性 有效性 相对性
二、对E=BLVSin 的理解及应用: 1、当 V B 时: E=BLV 2、当 v、B时: E=BLVSin
B、L、v应互相垂直 若v为平均速度,则E为平均感应电动势 若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势 导体平动切割磁感线,L为导体切割磁感线的有效长 度
C
1 2 A. B R 2 2 C.4B R
B.2B R D.6B R
2
2
9.如右图所示,粗细均匀的、电阻为r的金属圆环,放在图 示的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l;长为l、 电阻为 ( )
r 的金属棒ab放在圆环上,以v0向左运动,当 2
ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为
(2)求的是整个回路的感应电 动势.整个回路的感应电动势 为零时,其回路中某段导体的 感应电动势不一定为零 (3)由于是整个回路的感应电 动势,因此电源部分不容易确 定 (2)求的是回路中一部分导体切割磁感 线时产生的感应电动势
(3)由于是一部分导体切割磁感线的运 动产生的,该部分就相当于电源
联 系
C.当F点经过边界MN时,线框 中感应电流最大 D.当Q点经过边界MN时,线框 中感应电流最大
6.(2009∙重庆高考)如图所示为一种早期发电机原理示意
图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱
形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称.在磁极绕转轴匀
速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 XOY 运动(O是线圈中心),则( ) D
A.从X到O,电流由E经G流向F,先增 大再减小
B.从X到O,电流由F经G流向E,先减 小再增大 C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减 小再增大 D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增 大再减小
法拉第电磁感应定律 课件
何结合Φ t 图象求解感应电动势?
Δ
提示:在高中阶段,利用公式 E=n Δ 求出的电动势是在Δt 时间内的平均
感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当Δt→0 时,它所表达的才
Δ
是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率 Δ 可以从分析
Φ t 图象上某点切线的斜率求解。
●名师精讲●
1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率
Δ
,而与
Δ
Φ的
大小、ΔΦ 的大小没有必然联系。
2.磁通量的变化率
s 时,
Δ
=0,t=0、0.2
Δ
Δ
是
Δ
Φ t 图象上某点切线的斜率。如图所示,t=0.1
s、0.4 s、0.6 s 时图线斜率最大,即
E=n
Δ
。
Δ
【例题 2】 一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈放在磁场中,磁场的方
向与线圈平面垂直,若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T,在此过
程中穿过线圈的磁通量的变化量是
Wb;磁通量的平均变化率是
Wb/s;线圈中的平均感应电动势的大小是
V。
解析:磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式
Δ
表示。
Δ
用
(2)意义:用来描述磁通量变化快慢的物理量。
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容: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)表达式:若为单匝线圈 E=
Δ
;若为
Δ
n 匝线圈,则 E=n
Δ
。
ww44法拉第电磁感应定律
法拉第(1791—1876)是
英国著名的物理学家、化学家。 他发现了电磁感应现象,提出 电场和磁场的概念。场的概念 对近代物理的发展的重大意义。 他家境贫寒,出身于铁匠 家庭,未受过系统的正规教育, 但却在众多领域中作出惊人成 就,堪称刻苦勤奋、探索真理、 不计个人名利的典范,对于青 少年富有教育意义。
2、①求出的是整个回路的感应电动势
回路中感应电动势为零时,但是回路中某
段导体的感应电动势不一定为零。
a d
L
b c
v
问题:公式 ①
E n
t
与公式 ②
E BLv sin
的区别和联系?
联系:
1、公式①中的时间趋近于0时, E就为瞬时感应电动势 2、公式②中v若代表平均速度, 则求出的E就为平均感应电动势。
求金属棒ab产生的感应电动势。
E=BL(Vsinθ )
θ
a
E=B(Lsinθ )V
v
b
有效长度---导线在垂直速度方向上 的投影长度
练习:半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中,
以速度V向右匀速运动时,E=?
E = B· V 2R·
× ×
× ×
× ×
× ×
× × × ×
× O × R × ×
× × × × × × × ×
5、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,则:( ) ABD A、线圈中0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0到D时间内平均 感应电动势为0.4V
2
Φ/10-2Wb
1
0 A B D
人教版高二物理选修3-2第四章4.4 法拉第电磁感应定律(共20张PPT)
二、导线切割磁感线(动生电动势)
N 匀强磁场B,长为l 的 C 导体棒在t时刻位于MN, v l 此时速度为v。经过Δt 时 间,运动到M1N1位置,位 D M 移为Δx。 在Δt内,磁通量变化量为ΔΦ=BlΔx t 时刻的动生电动势为 N1
M1
Δ Φ Bl Δ x Δ x E = lim = Bl v = lim = Bl lim Δ t Δ t Δt→0 Δt Δt→0 Δt→0
Δ Φ ΔΦ E = lim E = lim n 或 Δt→0 Δt Δt→ 体在恒定磁场中运动导致磁通量变化, 产生的感应电动势称为动生电动势; ②导体不动,因磁场变化导致磁通 量变化产生的电动势称为感生电动势; ③导体在磁场中运动,同时磁场发 生变化,回路电动势为动生电动势和感 生电动势之和。
Δt Δ Φ E =n (n为线圈的匝数) Δt
6
当穿过回路的磁通量随时间的变化是 均匀的,感应电动势恒定不变.磁通量随时间 的变化是不均匀的,感应电动势随时间变化, E =ΔΦ/Δt表示在Δt 时间内感应电动势的平均 值。 在t→t+Δt内,磁通量变化量为ΔΦ。当 Δt→0,t 时刻的感应电动势为
R1
a
r2
B0
O
b
t1
t0 t
14
四、反电动势
F安
v
思考与讨论:线圈转动时产生的感应电动势是
加强了电源产生的电流,还是削弱了它?是有 利于线圈的转动还是阻碍了线圈的转动?
15
直流电动机中的动生电动势方向与通 入的电流方向相反.这个电动势被称为反电 动势E反.反电动势的大小取决于磁场B的大 小,线圈的长度以及切割磁感线的速度. 反电动势阻碍线圈的转动.维持线圈 匀速转动,电源要持续不断输入能量,克 服反电动势做功的过程就是电能向其他形 式能转化的过程。
法拉第电磁感应定律 课件
电动机停止转动,这时就没有了反电动势,线圈电阻一般 都很小,线圈中电流会很大,电动机可能会烧毁。这时,应 立即切断电源,进行检查。
例与练
1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终 是每秒均匀减少2Wb,则 ( )
法拉第电磁感应定律
一.感应电动势
I
V
1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动
势。
产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.
2.只感要应电磁动通势量与变感化应,电就流产的生关感系应:电.动势。
有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合)
有感应电流一定存在感应电动势
引:感应电动势的大小跟哪些因素有关?
A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v B、线圈中的感应电动势一定是2v C、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A D、线圈中的感应电流一定是2A
E 2V 不变!
t
I E 2 A 不变! R
例与练
2、匝数为n=200的线圈回路总电阻R=50Ω,整个 线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁通 量Φ随时间变化的规律如图所示,求:线圈中的感应 电流的大小。
q I t
R
SB 0.001Wb
q 0.01C
R
0.15 0.10 V
0.5V
t
0.1
E n 100V
t
I E 2A R
例与练
3、如图所示,用绝缘导线绕制的闭合线圈,共100 匝,线圈总电阻为R=0.5Ω,单匝线圈的面积为 30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中, 如果匀强磁场以如图所示变化,求线圈中感应电流的 大小。
法拉第电磁感应定律课件
2.E 的单位是伏特(V),且 1 V=1 Wb/s. 证明:1Wsb=1T·sm2=1AN·ms·m2= 1NA··ms =1CJ =1 V.
例2穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终保 持每秒均匀的减少3 Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少3 V B.线圈中的感应电动势一定是3 V C.线圈中的感应电流一定是每秒减少3 A D.线圈中的感应电流不一定是3 A
答案:B
法拉第电磁感应定律
一、感应电动势
1.定义. 在电磁感应中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应 电动势的那部分导体相当于电源. 2.产生条件. 不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化, 电路中就会产生感应电动势. 3.方向. 规定电源内部感应电动势的方向由负极指向正极,与电 源内部的电流方向一致,所以在产生感应电动势的导体中, 若存在感应电流,则感应电流的方向就是感应电动势的方向, 且由感应电动势的负极指向正极.
解析:依据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势与匝 数和磁通量的变化率成正比,而本题的磁通量的变化率是不 变的,所以线圈中的感应电动势的大小是不变的,所以 A 错; 因电路中的电阻阻值不变,而感应电动势的大小也不变,即
感应电流的大小也不变,C 错;根据 E=ΔΔΦt =3 V,B 正确; 则感应电流,I=RE=3 A,D 也错.
解析:Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 的大小没有直接关系.穿过一个平 面的磁场通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化
率也不一定大,A、B 错.磁通量的变化率ΔΔΦt 表示穿过某一 面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量变化 得说越快,C 正确.磁通量等于零时,磁通量可能正在变, 此时磁通量的变化率不为零,D 错误(类似运动学中汽车启 动瞬间速度为零,但由于瞬间牵引力作用,瞬间速度变化而 产生加速度,速度变化率不为零,由 v= at,t=0,v=0).
法拉第电磁感应定律内容及公式
法拉第电磁感应定律内容及公式
法拉第电磁感应定律也叫电磁感应定律,那幺,法拉第电磁感应定律内容及公式分别是什幺呢?下面小编整理了一些相关信息,供大家参考!
1 什幺是电磁感应定律电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律,电磁感应
现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象,例如,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,产生的电流称为感应电流,产生的电动势(电压)称为感应电动势。
电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。
右手定则内容:伸平右手使姆指与四指垂直,手心向着磁场的N 极,姆指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。
楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
简而言之,就是磁通量变大,产生的电流有让其变小的趋势;而磁通量变小,产生的电流有让其变大的趋势。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定;e(t) = -n(dΦ)/(dt)。
对动生
的情况也可用E=BLV 来求。
1 电磁感应定律公式是什幺法拉第电磁感应定律公式:e=△Φ/△t;还有一个电动势的求法:e=blv,它是上述定义式的特殊推导,应用这个公式时,闭合线圈内磁通量变化的是导体棒的切割运动,是法拉第电磁感应定律的推论。
法拉第的实验表明,不论用什幺方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。
这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流。
1 电磁感应定律有哪些应用发电机。
学案8:4.4法拉第电磁感应定律
4.4法拉第电磁感应定律基础知识一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势,叫感应电动势.产生感应电动势的那一部分导体相当于电源,导体本身的电阻相当于电源内阻.当电路断开时,无感应电流,但有感应电动势. 2.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)表达式:E =ΔΦΔt (单匝线圈),E =n ΔΦΔt (n 匝线圈).二、导体切割磁感线时的感应电动势1.导体垂直于磁场运动,B 、l 、v 两两垂直时,如图所示,E =Blv .2.导体的运动方向与导体本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时,如图所示,E =Blv sin_θ.三、反电动势1.电动机转动时,线圈中会产生反电动势,它的作用是阻碍线圈的转动,线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能,电能转化为其他形式能.2.若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动,这时就没有了反电动势,线圈中电流会很大,可能会把电动机烧毁,这时应立即切断电源,进行检查.基础练习1.长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中静止不动,如图甲所示.长直导线中通以大小 和方向都随时间做周期性变化的电流,i -t 图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电 流为正方向。
关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是( )A.由顺时针方向变为逆时针方向B.由逆时针方向变为顺时针方向C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向2.如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙移至相同高度H处同时由静止释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是()A.三者同时落地B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地D.乙、丙同时落地,甲后落地3.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。
4.4法拉第电磁感应定律
Φ E t
Φ En t n为线圈的匝数
注意:公式中Δφ取绝对值,不涉及正负,感 应电流的方向另行判断。
求E的二种常见情况: 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发 生变化,ΔS=S2-S1,此时:
BS En t
2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发 生变化,ΔB=B2-B1,此时:
问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条 形磁铁,问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中, 电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、若图中电路是断开的,有无感应电流? 有无感应电动势?
由恒定电流中学习可知,对比可知左图 中的虚线框部分相当于电源。 电路断开,肯定无电流,但有电动势。
一 感应电动势 从条件上看 从结果上看
相同
Φ都发生了变化
都产生了E(I)
不同 Φ变化的快慢不同 产生的E(I)大小不等 磁通量变化越快,感应电动势越大。 越大? 磁通量的变化率
Φ t
二 法拉第电磁感应定律 1.内容: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:
v
为: ΔΦ=BΔS =BLvΔt 产生的感应电动势为: Φ BLvt E BLv t t (V是相对于磁场的速度)
b’ b
若导体斜切磁感线
(若导线运动方向与导线本身垂直,但跟磁感 强度方向有夹角) B V1 =Vsinθ E BLv 1 BLv sin θ
v
V2 =Vcosθ
7.如图水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动 的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动 时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ 所做 的运动可能是 ( ) A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
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4.4法拉第电磁感应定律(1)
1.如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2 s,第
二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则( )
A.第一次线圈中的磁通量变化较快
B.第一次电流表G的最大偏转角较大
C.第二次电流表G的最大偏转角较大
D.若断开S,电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应
电动势
2.下列几种说法中正确的是( )
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.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大
3.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则( )
A.线圈中感应电动势每秒增加2 V
B.线圈中感应电动势每秒减少2 V
C.线圈中感应电动势始终为2 V
D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V 4.一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。
求
线圈中的感应电动势
5.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁
场从1T增加到9T。
求线圈中的感应电动势
6.如图甲所示,环形线圈的匝数n =100,它的两个端点a 和b 间接有一理想电压表,线圈内磁通量的变化规律如图乙所示,问:
(1)0.2s 穿过线圈的磁通量变化了多少?
(2)求0.2s 穿过线圈的磁通量变化率
(3) 求线圈中的感应电动势
7.下图中能产生感应电流的是( )
8.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A 处落至B 处,在下落过程中,
自上向下看,线圈中感应电流的方向是( )
A .始终顺时针
B .始终逆时针
C .先顺时针再逆时针
D .先逆时针再顺时针
9.如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环,
分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量,则有( )
A .Φ1>Φ2
B .Φ1<Φ2
C .Φ1=Φ2
D .无法确定
10.如图所示,一根条形磁铁穿过一个弹性线圈,将线圈面积
拉大,放手后穿过线圈的( )
A .磁通量减少且合磁通量向左
B .磁通量增加且合磁通量向左
C .磁通量减少且合磁通量向右
D .磁通量增加且合磁通量向右。