1.3探究感应电动势的大小.ppt

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1、1、磁通量：、磁通量：=BS2、磁通量的、磁通量的变变化：化：=2 1=B2S2B1S1（1）B不不变变化，化，S变变化化:=BS2BS1=BS（2）S不不变变化，化，B变变化化:=B2SB1S=SB（3）B、S都都发发生生变变化。化。复习复习复习复习复习复习3、电动势的定义及公式电动势的定义及公式分析图2.2-1中红色、白色、黄色箭头的含义？红色箭头：电场方向白色箭头：正电荷运动方向黄色箭头：非静电力做功搬运正电荷方向复习复习复习复习电源外部：电场力对电荷做什么功？（正功？负功？）电势能如何变化？减少的电势能都去哪儿了？电源内部：非静电力对电荷做什么功？做什么功？电势能如何变化？增加的电势能

2、从哪里来的？3电压（电势差）含义：电压（电势差）含义：移动单位电荷移动单位电荷消耗消耗电能电能电动势含义：电动势含义：移动单位电荷移动单位电荷产生产生电能电能复习复习复习复习4 4、电路中电流的大小跟电动势的关系、电路中电流的大小跟电动势的关系？总电阻一定时，总电阻一定时，E越大，越大，I越大，电流表越大，电流表指针偏转越大指针偏转越大.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律莫庆强1.3：探究感应电动势的大小本节流程图思想方法：联系与转化定性与定量准备电磁感应的条件楞次定律务虚定性到定量研究的案例类比设计实验思路实验例题法拉第电磁感应定律第一课时第一课时回顾与思考回顾与思考1哲学家康德1724180

3、4各种自然现象是各种自然现象是相互联系相互联系和可以和可以相互转化相互转化的！的！I 电 磁回顾与思考回顾与思考2联系、转化的条件是什么？I 电 磁变化、运动变化、运动动动动动如何描述这种条件？右手定则右手定则楞次定律楞次定律的复习楞次定律的复习对象对象B原原原原B感感I感感原磁场的方向原磁场的方向原磁通的变化原磁通的变化楞次定律楞次定律增反减同增反减同阻碍变化阻碍变化感应电流感应电流磁场方向磁场方向右手定则右手定则感应电感应电流方向流方向定性到定量的类比定性到定量的类比图1-1-2位移速度加速度变化位置变化x2x1xt变化快慢速度增量变化快慢磁通量变化?磁通量变化变化快慢磁通量随时间的 变化

4、率速度随时间的 变化率从能量转化与守恒本质上比较甲、乙两电路的异同从能量转化与守恒本质上比较甲、乙两电路的异同甲甲ErNS乙乙螺线管部分相当螺线管部分相当于电路电源，线于电路电源，线圈电阻相当于电圈电阻相当于电源内阻源内阻闭合电路中有闭合电路中有感应电流感应电流，这个电路中就一定有将，这个电路中就一定有将其它形式的能转换电磁感应成电能的装置其它形式的能转换电磁感应成电能的装置电源电源。电动势电动势则是衡量转化本领大小的物理量。则是衡量转化本领大小的物理量。化学能化学能电电能能内（内（热热）能）能 机械能电能内（热）能电磁感应电磁感应一、感应电动势一、感应电动势1、定义：在电磁感应现象中产生的电

5、动势叫感应、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（电动势（E）.产生感应电动势的那部分导体相当产生感应电动势的那部分导体相当于电源于电源.2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。变化，电路中就产生感应电动势。问题问题1 1：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？SN+G+在实验中，电流表指针偏转原因是在实验中，电流表指针偏转原因是:变化变化产生产生E产生产生I 楞次定律楞次定律电磁感应电磁感应二、感应电动势与哪些因素有关二、感应电动势与哪些因素有关探讨：探讨：感应电动势的大小与哪些

6、因素有关感应电动势的大小与哪些因素有关?E?E n?感应电动势的大小与磁通量的变化率感应电动势的大小与磁通量的变化率 的关系的关系实实验验1观察实验，分析并思考观察实验，分析并思考问题：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什问题：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？么相同和不同？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)磁通量变化的快慢不同磁通量变化的快慢不同 产生的产生的E(I)大小不等大小不等线圈内磁通量变化率线圈内磁通量变化率 越大，感应电动势越大，感应电动势E E 越大，感

7、应电越大，感应电流流I I越大越大。结论：大量定量实验结果是结论：大量定量实验结果是探究感应电动势与匝数的关系探究感应电动势与匝数的关系实实验19NS将两个副线圈串联叠加用条形磁铁穿过，与一个副线圈时的电流比较得出定性结论：感应电动势与匝数正相关感应电动势与匝数正相关二、法拉第电磁感应定律：二、法拉第电磁感应定律：电电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁磁通量变化率通量变化率成正比成正比 。公式：公式：取国际单位取国际单位则则k=1线圈由线圈由1匝匝 n 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

8、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势感应电动势的的条件条件磁磁 通通 量量 变变 化化 率率/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1、理解、理解:、/t的意义的意义弄清：弄清：、磁通量大，电动势一定大吗？、磁通量大，电动势一定大吗？、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？应用应用:用公式用公式 求求E E的二种常见情况的二种常见情况：（1 1）磁感应强度）磁感应强度B B不变不变,垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S S

9、发生变化发生变化,S SS S2 2-S S1 1,此时：此时：（2 2）垂直于磁场的回路面积）垂直于磁场的回路面积S S不变不变,磁感应强度磁感应强度B B发生变发生变化化,B BB B2 2-B B1 1,此时：此时：文文 字字情情 境境模模 型型规规 律律示意图示意图分析判据分析判据再再 现现条条 件件 运算运算 操作操作 关联关联 决策决策 讨论讨论 结果结果知识结构图知识结构图例与练例与练1关于电磁感应，下述说法正确的是A、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量的变化越快，感应

10、电动势越大思维操作解答过程依据条件和分析ABCD结论例与练例与练1关于电磁感应，下述说法正确的是A、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量的变化越快，感应电动势越大思维操作解答过程依据法拉第电磁感应定律：磁通量Bs磁通量的变化=Bs=Bs(B不变)=sB(s不变)磁通量的变化率/t类比：v，v，v/t条件和分析ABCD磁通量大小与感应电动势无关。磁通量为0，但磁通量变化率不为零，感应电动势不为0。磁通量的变化大，变化率不一定大。磁通量的变化越快，变化率越大结论错误错误错误正确例与练例与练

11、2匝匝数数为为n n200200的的线线圈圈回回路路总总电电阻阻R R5050，整整个个线线圈圈平平面面均均有有垂垂直直于于线线框框平平面面的的匀匀强强磁磁场穿过，磁通量场穿过，磁通量随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。思维操作解答过程情境图适用规律运算过程和结果例与练例与练2匝匝数数为为n n200200的的线线圈圈回回路路总总电电阻阻R R5050，整整个个线线圈圈平平面面均均有有垂垂直直于于线线框框平平面面的的匀匀强强磁磁场穿过，磁通量场穿过，磁通量随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。随时间变化的规

12、律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。思维操作解答过程情境图适用规律法拉第电磁感应定律 欧姆定律 运算过程和结果第二课时第二课时例与练例与练31 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始终是每秒均匀减少的单匝闭合线圈的磁通量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2v2vB 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2v2vC 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2A2ADD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2A思维操作解答过程依

13、据条件和分析ABCD结论例与练例与练31 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始终是每秒均匀减少的单匝闭合线圈的磁通量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2v2vB 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2v2vC 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2A2ADD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2A思维操作解答过程依据法拉第电磁感应定律 欧姆定律 条件和分析ABCD结论错误正确错误正确例与练例与练41 1、有有一一个个5

14、050匝匝的的线线圈圈，如如果果穿穿过过它它的的磁磁通通量量的的变变化化率率为为0.5Wb/s0.5Wb/s，求求感感应应电动势。电动势。思维操作解答过程情境图适用规律运算过程和结果例与练例与练42 2、一一个个100100匝匝的的线线圈圈，在在0.5s0.5s内内穿穿过过它它的的磁磁通通量量从从0.01Wb0.01Wb增增加加到到0.09Wb0.09Wb。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。思维操作解答过程情境图适用规律运算过程和结果例与练例与练43 3、一一个个匝匝数数为为100100、面面积积为为10cm10cm2 2的的线线圈圈垂垂直直磁磁场场放放置置,在在0.5s0.5s内内

15、穿穿过过它它的的磁场从磁场从1T1T增加到增加到9T9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。思维操作解答过程情境图适用规律运算过程和结果三、三、导体导体切割磁感线时的感应电动势切割磁感线时的感应电动势 导导体体ab处处于垂直于于垂直于纸面的纸面的磁感磁感应应强强度是度是B匀匀强强磁磁场场中，中，导导体棒体棒ab长为长为L以速度以速度v匀速切割磁感匀速切割磁感线线，求，求产产生的感生的感应电动势应电动势 G Ga ab bv va 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=Lvt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=BLvt产

16、生的感应电动势为：产生的感应电动势为：L应为应为有效有效长长度度v是相是相对对于磁于磁场场的速度平均的速度平均值值或瞬或瞬时值时值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)v vB B为为v与与B夹角夹角联系：联系：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求平均感应电动势应电动势,v是平均速度是平均速度求瞬求瞬时时感感应电动势应电动势，v是瞬是瞬时时速度速度三、导体切割磁感线感应电动势大小三、导体切割磁感线感应电动势大小v 、B B、L L两两垂直两两垂直匀强磁场匀强磁场案例分析案例分析课本22页案例分析思维操作解答过程情境图适用规律运算过程和结果小小 结结法拉第电磁感应定律及表达式法拉第电磁感应定律及表达式内容：内容：感应电动势感应电动势磁通量的变化率。磁通量的变化率。国际国际单位单位n匝线匝线圈圈切割切割磁感线磁感线B、v夹夹角角六作业六作业课上做作业，教师来巡查课上做作业，教师来巡查