最新高中物理《-法拉第电磁感应定律-》精品公开课PPT课件.ppt

法拉第电磁感应定律问题问题1 1：产生感应电流的条件是什么？：产生感应电流的条件是什么？（1 1）闭合电路）闭合电路（2 2）磁通量变化）磁通量变化知识回顾知识回顾: :问题问题2 2：楞次定律的内容是什么：楞次定律的内容是什么? ?感应电流的磁场总要阻碍引起感应电感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。流磁通量的变化。即增反减同、来拒去留、增缩减扩。即增反减同、来拒去留、增缩减扩。问题问题3：试从本质上比较甲、乙两电路：试从本质上比较甲、乙两电路的异同的异同 既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这，这个电路中就个电路中就一定有电动势一定有电动势。甲甲NSG乙乙产生电动势的那部分导体相当于电源产生电动势的那部分导体相当于电源1、定义：、定义：在电磁感应现象中产生的电在电磁感应现象中产生的电动势叫动势叫感应电动势（感应电动势（E）. . 一、感应电动势一、感应电动势产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当相当于于电源电源. .2、产生条件：、产生条件：只要只要穿过电路的穿过电路的磁通量磁通量发生变化发生变化，电路中，电路中就就产生感应电动势。产生感应电动势。观察实验观察实验,分析思考分析思考:问题问题4:在实验中，将条形磁铁从同一高度插在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同么相同和不同? 磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 磁通量的变化快慢磁通量的变化快慢t越大越大?二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的一电路的磁通量磁通量的的变化率变化率成成正正比。比。 1.1.内容内容: :tEtnE注意：注意：公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。感应电流的方向另行判断。2 2.公式公式: :n为线圈的匝数为线圈的匝数问题问题5：磁通量大：磁通量大,磁通量变化一定大吗磁通量变化一定大吗?问题问题6：磁通量变化大：磁通量变化大,磁通量的变化率一磁通量的变化率一定大吗定大吗? 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系无直接关系: :磁通量大磁通量大( (小小, ,零零) )，磁通量的变化，磁通量的变化率不一定大率不一定大( (小小, ,零零););磁通量的变化大磁通量的变化大( (小小) )，磁，磁通量的变化率不一定大通量的变化率不一定大( (小小).).思考与讨论思考与讨论 物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数多少多少无直接关系无直接关系磁通量变化磁通量变化穿过回路的磁通穿过回路的磁通量量变化变化了多少了多少产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的快慢变化的快慢 决定决定感应电动感应电动势的势的大小大小3、理解、理解:、/t的意义的意义(类比速度、速度的变化和加速度类比速度、速度的变化和加速度.)关于电磁感应，下述说法中正确的是关于电磁感应，下述说法中正确的是( )A、穿过线圈的磁通量越大、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定感应电动势一定为零为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动感应电动势越大势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势感应电动势越大越大D例与练例与练 1 1 1.磁感应强度磁感应强度B不变不变,垂直于磁场的回路垂直于磁场的回路面积面积S发生变化发生变化,SS2-S1,此时：此时： 2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变不变,磁感应磁感应强度强度B发生变化发生变化,BB2-B1,此时：此时：4、应用、应用:用公式用公式 求求E的二种的二种常见情况：常见情况：tnEtSBnEtBSnE一个一个100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量内穿过它的磁通量从从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求线圈中的感应。求线圈中的感应电动势。电动势。16V一个匝数为一个匝数为100、面积为、面积为10cm2的线圈垂直磁的线圈垂直磁场放置场放置, 在在0.5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。1.6V例与练例与练 3 3例与练例与练 2 2在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一矩形有一矩形线框线框,边长边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴线框绕中心轴00以以角速度角速度由图示位置逆时针方向转动。求由图示位置逆时针方向转动。求:(1)线圈转过线圈转过1/2周周的过程中的平均感应电动的过程中的平均感应电动势势B00adcb212LBLE （2）线圈转过线圈转过1/4周呢？周呢？例与练例与练 4 4ab Gabv回路在时间回路在时间t内增大的内增大的面面积为：积为：S=Lvt穿过回路的磁通量的变化穿过回路的磁通量的变化为：为：=BS=BLvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：tE ttBLv BLv （V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势如图所示闭合线框一部分导体如图所示闭合线框一部分导体ab长长l,处于匀处于匀强磁场中，磁感应强度是强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀速切匀速切割磁感线，求产生的感应电动势割磁感线，求产生的感应电动势有效切割长度：即导体在与 v 垂直的方向上的投影长度.试分析图 2 中的有效切割长度.图 2甲图中的有效切割长度为：；乙图中的有效切割长度为：；丙图中的有效切割长度：沿 v1的方向运动时为；沿 v2的方向运动时为.若导体运动方向跟磁感应强度方向垂直与若导体运动方向跟磁感应强度方向垂直与导线不垂直导线不垂直vB BV1V2若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线导体斜切磁感线)3、速度、速度v为平均值为平均值(瞬时值瞬时值), E就为平均值就为平均值(瞬时值瞬时值)注意：注意：2、导线的长度、导线的长度L应为应为有效长度有效长度1、导线运动方向和磁感线、导线运动方向和磁感线平行平行时时, E=0Lv为为v与与B夹角夹角sin1BLvBLvEBLvE 匀强磁场匀强磁场v 、B B、L L两两垂直两两垂直sinBLvE vBLL、夹角为与Bv三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势问题：问题：公式公式 tnEsin BLvE与公式与公式 的的区别和联系区别和联系？ (1) 求出的是平均感应电动势求出的是平均感应电动势, E和某段时间和某段时间或某个过程对应；或某个过程对应； 求出的是瞬时感应电动势，求出的是瞬时感应电动势，E和和某个时刻或某个位置对应某个时刻或某个位置对应.(2)(2)求出的是整个回路的感应电动势；求出的是整个回路的感应电动势；求出的是某部求出的是某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。段导体的感应电动势不一定为零。vabcdL1、区别：区别：(1)公式公式中的时间趋近于中的时间趋近于0时，则时，则E为瞬为瞬时感应电动势时感应电动势(2)公式公式中中v若代表平均速度，则若代表平均速度，则E为平均为平均感应电动势。感应电动势。2、联系：、联系：公式公式和公式和公式是统一的是统一的.如图如图,一个水平放置的导体框架一个水平放置的导体框架,宽度宽度L=0.50m,接有电阻接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度磁感应强度B=0.40T,方向如图方向如图.今有一导体棒今有一导体棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能并能无摩擦地沿框滑动无摩擦地沿框滑动,框架及导体框架及导体ab电阻均不计电阻均不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体导体ab上的感应电动势的大小上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小回路上感应电流的大小E=BLv=0.80VA0 . 4rREI例与练例与练 5 5如图，匀强磁场的磁感应强度为如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为，长为L的金属棒的金属棒ab在垂直于在垂直于B的平面内运动，的平面内运动，速度速度v与与L成成角，求金属棒角，求金属棒ab产生的感应产生的感应电动势。电动势。abvE=BLVsin例与练例与练 6 6 1 1、穿过一个电阻为、穿过一个电阻为11的单匝闭合线圈的磁通量的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少始终是每秒均匀减少2Wb2Wb，则，则 （）（） A A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v2v B B、线圈中的感应电动势一定是、线圈中的感应电动势一定是2v2v C C、线圈中的感应电流一定是每秒减少、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A2A DD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2AtEV2REI A2不变！不变！不变！不变！例与练例与练海高物理基地校海高物理基地校 2 2、匝数为、匝数为n n200200的线圈回路总电阻的线圈回路总电阻R R5050，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量过，磁通量随时间变化的规律如图所示，求：随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。线圈中的感应电流的大小。 VVt5 . 01 . 010. 015. 0VtnE100AREI2例与练例与练课堂小结：课堂小结：1 1理解感应电动势的概念。理解感应电动势的概念。2 2磁通量的变化率是表示磁通量变化磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，区别快慢的物理量，区别、E=E=/t t。3 3理解法拉第电磁感应定律内容、数理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。学表达式。4 4会推导表达式会推导表达式E E= =BLvBLvsinsin。5 5会用会用E=nE=n/t t和和E E= =BLvBLvsinsin解决解决问题。问题。