物理新课标人教版（选修3-2）44法拉第电磁感应定律1课件（共20张PPT）.ppt

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1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律襄阳一中 提出问题：图提出问题：图1、2中电键中电键S均闭合，电均闭合，电路中是否都有电流？为什么路中是否都有电流？为什么？如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？电磁感应现象中，闭合电电动势是否还存在呢？电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流，那么有路中出现了感应电流，那么有电动势电动势存在么？存在么？ 实验:电磁感应插磁铁 实验探究1:感应电动势2一、感应电动势一、感应电动势 （E E） 1.1.定义定义: : 在在电磁感应现象电磁感应现象中产生的电动势。中产生的电动势。产生感应电动势的那

2、部分导体相当产生感应电动势的那部分导体相当于于电源电源，该部分导体的电阻相当于，该部分导体的电阻相当于电源的电源的内阻内阻。2 2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。 磁通量变化磁通量变化磁通量变化快慢磁通量变化快慢磁通量磁通量 t 12 1212tt 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: :电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路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。的磁通量的变化率成正比。 tEtnE注意：注意：公式中公式中取绝对值，不涉及正负，感应电流取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。物理量都取国际单

3、位。的方向另行判断。物理量都取国际单位。 2.2.公式公式: :n为线圈的匝数为线圈的匝数表示磁通量变化的快表示磁通量变化的快慢慢B不变不变, S发生变化发生变化,SS2-S1 ：S不变不变, B发生变化发生变化,BB2-B1 ：3.3.应用应用: :用公式用公式 求求E的几种常见情况：的几种常见情况：tnEtSBntBSBSnE12tBSntSBSBnE12如果如果B、S都变化都变化呢？呢？tSBSBntnE112212二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律应用举例应用举例例例1 1、如图所示为穿过某线路的磁通量、如图所示为穿过某线路的磁通量随随时间时间t t变化的关系图，试根据图说明

4、：变化的关系图，试根据图说明：（1 1）穿过某线路的磁通量）穿过某线路的磁通量何时最大？何时最大？ 何时最小？何时最小？（2 2）/t/t何时最大？何时最小？何时最大？何时最小？（3 3）感应电动势）感应电动势E E何时最大？何时最小？何时最大？何时最小？tOt1t2t3t4注意区分几个物理量：注意区分几个物理量：、/t/tE E只与只与/t/t有关，有关， 而与而与、无关。无关。巩固练习：巩固练习：1 1穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加均匀地增加2 Wb2 Wb，则：，则： A A线圈中的感应电动势每秒钟增加线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V

5、2 V B B线圈中的感应电动势每秒钟减少线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V2 V C C线圈中的感应电动势始终是线圈中的感应电动势始终是2 V2 V D D线圈中不产生感应电动势线圈中不产生感应电动势2 2一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做一个矩形线圈，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：匀速转动，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

6、大, ,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3 3如右图所示的匀强磁场中，如右图所示的匀强磁场中，B=0.4 TB=0.4 T，导体，导体abab长长L=40 cmL=40 cm，电阻，电阻R abR ab=0.5 =0.5 ，框架电阻不计，框架电阻不计，当导体当导体abab以以v=5 m/sv=5 m/s的速度匀速向左运动时，电路的速度匀速向左运动时，电路中产生的感应电流为中产生的感应电流为 。1.6A1.6A三、重要的推论三、重要的推论 如图所示闭合线圈一部分导

7、体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强磁处于匀强磁场中，磁感应强度是场中，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。线，求产生的感应电动势。 回路在时间回路在时间t t内增大的面积内增大的面积为：为： S=LvtS=Lvt解：解：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穿过回路的磁通量的变化为：为：=BS=BStE v vB BV V2 2V V1 1=Vsin=Vsin =Vcos=Vcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线 sinBLvBLvE1（为为v v与与B B夹角）夹角） =BLvt=BLvtttBLv

8、 BLv E=BLV公式的理解： (1)B,L,V,必须两两垂直,任何两个量平行 E=0 (2) L是垂直于磁场方向的有效长度（注意弯曲导线的等效长度）思考题思考题 求下面图示情况下，求下面图示情况下，a a、b b、c c三段三段导体两端的感应电动势各为多大？导体两端的感应电动势各为多大？ 一、感应电动势一、感应电动势（E E） 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。2 2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。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成

9、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: :tnE (n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )2.2.数学表达式数学表达式: :三、重要的推论三、重要的推论 sinBLvBLvE1（为为v v与与B B夹角）夹角） 注：第一个公式常用来计算电动势的平均值，注：第一个公式常用来计算电动势的平均值，后一个公式常用来计算电动势的瞬时值后一个公式常用来计算电动势的瞬时值 若电路断开时，虽然没有感应电流，电若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。动势依然存在。四四. .反电动势反电动势1.1.既然线圈在磁场中转动既然线圈在磁场中转动, ,线圈中就会产生感应电动

10、势线圈中就会产生感应电动势. .感感应电动势加强了电源了产生的电流应电动势加强了电源了产生的电流, ,还是削弱了它还是削弱了它? ?是有是有得于线圈的转动得于线圈的转动, ,还是阻碍了线圈的转动还是阻碍了线圈的转动? ?电动机转动是时电动机转动是时, ,线圈线圈中产生的感应电动势中产生的感应电动势总要削弱电源电动势总要削弱电源电动势的作用的作用, ,阻碍线圈的转阻碍线圈的转动动. .-反电动势反电动势2.2.电动机由于机械故电动机由于机械故障停转障停转, ,要立即切断电要立即切断电源源. .问题问题3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一

11、定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。不一定大。 如图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，如图所示，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，设插入，设插入方式相同，试求：方式相同，试求： (1)两次线圈中平均感应电动势之比？两次线圈中平均感应电动势之比？ (2)两次线圈之中电流之比？两次线圈之中电流之比？ (3

12、)两次通过线圈的电量之比？两次通过线圈的电量之比？ 有一面积为有一面积为S100cm2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图所示，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在磁场方向垂直环面向里，则在t1t2时间内时间内通过金属环的电荷量为通过金属环的电荷量为_C 如下图所示，半径为如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的金属环绕通过某直径的轴的轴OO 以角速度以角速度作匀速转动，匀强磁场的作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过时开始计时，则在金属环转过30角的过程中，角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？环中产生的电动势的平均值是多大？ o oOOB/10-2Wbt/sA BD0120.1 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴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：变化的规律如图所示，则：( )A、线圈中、线圈中0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大B、线圈中、线圈中D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C、线圈中、线圈中D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大D、线圈中、线圈中0到到D时间内平均时间内平均感应电动势为感应电动势为0.4VABD