ЭДС индукции в движущихся проводниках.




Закон электромагнитной индукции.

1. Устно ответить на вопросы.

1. Замкнутое металлическое кольцо движется в однородном магнитном поле поступательно. Возникнет ли индукционный ток в кольце? Почему?

2. Рама автомобиля представляет собой замкнутый контур. Будет ли возникать в ней индукционный ток во время движения машины? Магнитное поле Земли вблизи ее поверхности считать однородным.

3. Как надо ориентировать проволочную рамку в однородном магнитном поле, чтобы магнитный поток через нее был нулевым(максимальным)?

Изучение нового материала.

Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое. (Максвелл).

Запись в тетради:

Основные свойства вихревого электрического поля:

А) оно не связано с электрическими зарядами;

Б) силовые линии этого поля всегда замкнуты;

В) работа вихревого поля при перемещении заряда по замкнутому контуру отлична от нуля.

Посмотреть видео по ссылке

https://www.youtube.com/watch?v=2vGT5YlCEtk

Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Если за малое время Δt магнитный поток изменится на ΔФ, то скорость изменения магнитного потока равна ΔФ/Δt. Тогда I~ ΔФ/Δt.

Индуцированное электрическое поле, как и электростатическое, характеризуются напряженностью поля Е. Она численно равна силе, которая действует на единичный положительный заряд. Но работа этой силы, выполненная вдоль замкнутого контура в вихревом электрическом поле, не равна нулю. ЭДС индукции – работа вихревого электрического поля по перемещению единичного положительного заряда по рассматриваемому замкнутому контуру.

Таким образом, при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в последнем появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС индукции:

ε=Аст/q

Согласно закону Ома для замкнутой цепи I=ε/R. Сопротивление проводника не зависит от изменения магнитного потока, следовательно, соотношение I~ ΔФ/Δt справедливо только потому, что ЭДС индукции пропорциональна ΔФ/Δt.

Запись в тетради:

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея):

ЭДС индукции равна по модулю скорости изменения магнитного потока через площадь контура замкнутого проводника:

ε=[ ΔФ/Δt]

Этот закон формулируется именно для ЭДС, а не для индукционного тока и выражает сущность явления, не зависящего от свойств проводников. Для возникновения тока проводник должен быть замкнут и сила тока зависит не только от скорости изменения магнитного потока, но и от сопротивления проводника:

I=1/ [ ΔФ/Δt]

Для катушки, состоящей из N витков, помещенной в переменное магнитное поле, ЭДС индукции будет в N раз больше: ε=[ ΔФ/Δt]N

Магнитный поток измеряется в веберах. Из формулы ε=[ ΔФ/Δt] следует, сто ΔФ=εΔt,

откуда Вб = В с.

ЭДС индукции в движущихся проводниках.

Смотреть видео по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=vGD4LWmAUv4

Пусть проводник длиной l движется в однородном магнитном поле с индукцией В со скоростью υ в направлении, перпендикулярном этому проводнику, так, что скорость перпендикулярна магнитной индукции.

На электроны в проводнике будет действовать сила Лоренца направленная в данном случае вниз. Откуда Fл=Fэ, qυВ=qЕ. Е=υВ. Δφ=Еl, то Δφ=Вlυ.

В случае, когда угол между векторами скорости и магнитной индукции равен α, ε=Вlυ .

Если такой проводник замкнуть, то по цепи пройдет электрический ток. Таким образом, движущийся в магнитном поле проводник можно рассматривать как своеобразный источник тока, характеризуемый ЭДС индукции.

Направление тока в проводнике можно определить по правилу правой руки:

если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутый большой палец показывал направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца покажут направление тока в проводнике.

3. Решить задачи в тетради письменно:

Рымкевич № 920 (желтый) – 873 (синий).

Рымкевич № 918 (желтый) – 871 (синий) (скорость изменения магнитного потока - ΔФ/Δt).

Домашнее задание.

Изучить § 8,9.

Разобрать решенные задачи в § 10.

Выполнить письменно А.1 – А. 5 стр. 42.

 

В тетрадях записываем дату и тему урока.

В тетрадь переписываем то, что выделено синим цветом + решаем письменно задачи.

Домашнее задание пишем после классной работы.

Работы сдают только те, чьи фамилии буду размещены на блоге или у вас в группе в день проведения урока.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-12-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: