探究感应电动势的大小幻灯片.ppt

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1、探究感应电动势的大小第1页，共21页，编辑于2022年，星期六1在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2在恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件在恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？是什么？温故知新温故知新（1 1）电路闭合；）电路闭合；（2 2）有电源）有电源;（1 1）电路闭合；（）电路闭合；（2 2）磁通量变化。）磁通量变化。第2页，共21页，编辑于2022年，星期六NS甲甲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 既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个，这个电路中就电路中就一定有电

2、动势一定有电动势。3.3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同试从本质上比较甲、乙两电路的异同第3页，共21页，编辑于2022年，星期六1 1、定义：、定义：在电磁感应现象中产生的电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫叫感应电动势（感应电动势（E E）.产生感应电动势的那部分产生感应电动势的那部分导体导体相当于相当于电源电源.一、感应电动势一、感应电动势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发生变化磁通量发生变化，电路中电路中就就产生感应电动势。产生感应电动势。磁通量变化是电磁感应的根本原因磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质产生感应电动势是电磁感

3、应现象的本质.第4页，共21页，编辑于2022年，星期六SN+G+如何判断电路中相当于电源部分导体正负极？如何判断电路中相当于电源部分导体正负极？思考：感应电动势的大小与哪些因素有关？思考：感应电动势的大小与哪些因素有关？第5页，共21页，编辑于2022年，星期六探究实验：影响感应电动势大小的因素探究实验：影响感应电动势大小的因素实验：实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。发生偏转。问题问题1、电流表指针偏转原因、电流表指针偏转原因是什么？电流表指针偏转程是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什度跟感应电动势的大小有什么关系？么

4、关系？问题问题2：将条形磁铁从同一：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同和慢插入由什么相同和不同？第6页，共21页，编辑于2022年，星期六磁通量变化的快慢不同磁通量变化的快慢不同 磁通量的变化相同磁通量的变化相同都产生了都产生了E(I)产生的产生的E(I)大小不等大小不等从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同不同不同小结：小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.说明：说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率磁通量的变化

5、快慢用磁通量的变化率来描述，即可表示为来描述，即可表示为第7页，共21页，编辑于2022年，星期六实验结论实验结论越大，感应电流越大，感应电流I I越大，感应电动势越大，感应电动势E E越大越大。进一步猜想进一步猜想：感应电动势的大小很可能与磁通量的感应电动势的大小很可能与磁通量的变化率有关，并且成正比。变化率有关，并且成正比。第8页，共21页，编辑于2022年，星期六二、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，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比的变化率成正比定律内容取适当单位取适当单位则则k=1线圈由线圈由1匝匝 n第9

6、页，共21页，编辑于2022年，星期六 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一电路的大小，跟穿过这一电路的的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容:(K(K是一个常数，国际单位制是一个常数，国际单位制 K=1)K=1)tED DD D=表达式：表达式：第10页，共21页，编辑于2022年，星期六(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数)当有当有n n匝线圈时，可将其视为匝线圈时，可将其视为n n个电源串个电源串联联,其感应电动势为：其感应电动势为：第11页，共21页，编辑于2022年，星期六1.1.因为：因为：=BS=BS

7、有三种情况：有三种情况：（1 1）B B不变化，不变化，S S变化；变化；（2 2）S S不变化，不变化，B B变化；变化；（3 3）B B、S S都发生变化。都发生变化。2、感应定律的理解与加深：、感应定律的理解与加深：第12页，共21页，编辑于2022年，星期六 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 决定决定感应电动势感应电动势的的大小大小2、理

8、解、理解:、/t的意义的意义弄清：弄清：1 1、磁通量大，电动势一定大吗？、磁通量大，电动势一定大吗？2、磁通量变化大，电动势一定大吗？、磁通量变化大，电动势一定大吗？产生产生感应电动势感应电动势的的条件条件第13页，共21页，编辑于2022年，星期六1 1、有一个、有一个5050匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。课堂练习课堂练习练习使用公式：练习使用公式：2 2、一个、一个100100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s0.5s内穿过它的磁通量从内穿过它的磁通量从0.01Wb0.01Wb增加到增

9、加到0.09Wb0.09Wb。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。3 3、一个匝数为、一个匝数为100100、面积为、面积为10cm10cm2 2的线圈垂直磁场的线圈垂直磁场放置放置,在在0.5s0.5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T1T增加到增加到9T9T。求线圈。求线圈中的感应电动势。中的感应电动势。25V1.6V16V第14页，共21页，编辑于2022年，星期六 G Ga ab bv v三、导体切割磁感线时的感应电动势三、导体切割磁感线时的感应电动势三、导体切割磁感线时的感应电动势三、导体切割磁感线时的感应电动势 导体导体abab处于匀强磁场中，磁感应强度处于匀强磁场中，磁

10、感应强度是是B B，长为，长为L L的导体棒的导体棒abab以速度以速度v v匀速切割匀速切割磁感线，求产生的感应电动势磁感线，求产生的感应电动势a ab b分析：回路在时间分析：回路在时间tt内增大的面积为：内增大的面积为：S=LvtS=Lvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BS=BLvt=BLvtV V是相对于磁场的速度是相对于磁场的速度平均值或瞬时值平均值或瞬时值L L应为有效长度应为有效长度第15页，共21页，编辑于2022年，星期六V2V2V1V1v vB B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

11、强度方向有夹角(导体斜切磁感线导体斜切磁感线)为为v与与B夹角夹角第16页，共21页，编辑于2022年，星期六四、对比两个公式四、对比两个公式四、对比两个公式四、对比两个公式求平均感应电动势求平均感应电动势t近于近于0时，时，E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势求平均感应电动势求平均感应电动势,v是平均速度是平均速度求瞬时感应电动势，求瞬时感应电动势，v是瞬时速度是瞬时速度第17页，共21页，编辑于2022年，星期六1 1、法拉第电磁感应定律：、法拉第电磁感应定律：、法拉第电磁感应定律：、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率

12、成正比。电路的磁通量的变化率成正比。课堂小结课堂小结当有当有N N匝线圈时匝线圈时当单匝线圈时当单匝线圈时2 2 2 2、理解、理解、理解、理解:、/t/t的意义的意义第18页，共21页，编辑于2022年，星期六1 1一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的：速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的：A.A.磁通量最大磁通量最大,磁通量变化率最大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大B.B.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大C.C.磁通量最大磁通量最大,磁通

13、量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大D.D.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大第19页，共21页，编辑于2022年，星期六2、如图、如图,有一匀强磁场有一匀强磁场B=1.010-3T，在垂直磁，在垂直磁场的平面内场的平面内,有一金属棒有一金属棒AO,绕平行于磁场的绕平行于磁场的O轴顺时针转动轴顺时针转动,已知棒长已知棒长L=0.20m，角速度，角速度=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？，求：棒产生的感应电动势有多大？第20页，共21页，编辑于2022年，星期六3、如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，、如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用第一次用0.05s，第二次用，第二次用0.1s。试求：。试求：(1)两次线圈中的两次线圈中的平均感应电动势之比平均感应电动势之比?(2)两次线圈中两次线圈中 电流之比电流之比?(3)两次通过线圈两次通过线圈电荷量之比电荷量之比?(4)两次在两次在R中产生中产生热量之比热量之比?第21页，共21页，编辑于2022年，星期六