【物理】44法拉第电磁感应定律课件2（人教版选修3-2）.ppt

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1、第四章第四章 电磁感应电磁感应第四节第四节 达拉第电磁感应定律达拉第电磁感应定律人教版选修人教版选修3-2（1 1）电路闭合）电路闭合在电磁感应现象中，产生感应电流的在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？条件是什么？ （2 2）磁通量变化）磁通量变化思考思考: :说一说说一说：试从本质上比较甲、乙两电：试从本质上比较甲、乙两电路的异同路的异同NS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乙乙甲甲SSV一、感应电动势一、感应电动势1 1、定义：、定义：在电磁感应现象中产生在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（的电动势叫感应电动势（E E）如果电路不闭合，电路中还有

2、感应电流如果电路不闭合，电路中还有感应电流吗？此时电路中存在感应电动势吗？吗？此时电路中存在感应电动势吗？N乙乙甲甲SSSV想一想：想一想：产生感应电动势的条件是什么？产生感应电动势的条件是什么？一、感应电动势一、感应电动势1 1、定义：、定义：在电磁感应现象中产生在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（的电动势叫感应电动势（E E）2、产生条件：、产生条件：只要穿过电路的磁通量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。发生变化，电路中就产生感应电动势。二、探究影响感应电动势大小的因素二、探究影响感应电动势大小的因素猜想：猜想： 感应电动势的大小与感应电动势的大小与 有关。有关。

3、二、探究影响感应电动势大小的因素二、探究影响感应电动势大小的因素观察实验，观察实验，分析思考：分析思考：问题问题1 1、在实验中、在实验中, ,电流表指针偏转原电流表指针偏转原因是什么因是什么? ?问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？动势的大小有什么关系？问题问题1 1、在实验中、在实验中, ,电流表指针偏转原电流表指针偏转原因是什么因是什么? ?变化变化产生产生E产生产生I 知：由rREI总电阻一定时总电阻一定时,E越大越大,I越大越大,指针偏转指针偏转越大越大.问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电：电流表指针偏转程度跟感应电动势

4、的大小有什么关系？动势的大小有什么关系？变化的快慢不同变化的快慢不同 都发生了变化都发生了变化都产生了都产生了E(I)E(I)产生的产生的E(I)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问题问题3:3:在实验中，将条形磁铁从同一在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同慢插入有什么相同和不同? ? 猜想：猜想：感应电动势可能与感应电动势可能与 有关有关 磁通量变化的快慢磁通量变化的快慢运用导体切割磁感线的实验来验证感应电动势运用导体切割磁感线的实验来验证感应电动势与磁通量变化快慢的关系

5、。与磁通量变化快慢的关系。实验检验实验检验：磁通量的变化率磁通量的变化率三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的过这一电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正比。正比。 1 1.内容内容: :tEtnE注意：注意：公式中公式中取绝对值，不涉及取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。正负，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1：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2：磁通量变化大：磁通量变化大,磁通量的变化率磁通量的变化率一定大吗一定大吗?(可以

6、类比速度、速度的变化和加速度可以类比速度、速度的变化和加速度.) 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化变化无直接关系无直接关系;思考与讨论思考与讨论问题问题3： 、/t之间存在什么之间存在什么样的关系呢？样的关系呢？ 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某一时刻某一时刻穿过回路穿过回路的磁感线的条数的磁感线的条数无直接关系无直接关系磁通量变化磁通量变化一段时间内一段时间内穿过回穿过回路的磁通量路的磁通量的的变化变化了多少了多少产生产生感应电动势的感应电动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量磁通量变化的快慢变化

7、的快慢 决定感应电动势的决定感应电动势的大小大小3 3、理解、理解:、/t/t的意义的意义关于电磁感应，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注意注意:感应电动势感应电动势E与与、 /t的关系的关系例与练例与练1一个匝数一个匝数n=100、面积为、

8、面积为10cm2的线的线圈垂直磁场放置，在圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它内穿过它的磁场从的磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中的。求线圈中的感应电动势。感应电动势。例与练例与练2tnEVV6 . 15 . 0001. 0009. 0100ab Gabv回路在时间回路在时间t内增大的面积为：内增大的面积为：S=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：=BStE =BLvtttBLv BLv （V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）四、导体切割磁感线时的四、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

9、线框一部分导体ab长长l,处于处于匀强磁场中，磁感应强度是匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀匀速切割磁感线，求产生的感应电动势速切割磁感线，求产生的感应电动势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)注意：注意：此此公公式使用的条件是式使用的条件是v与与L垂直，垂直， 为为v与与B夹角夹角sin1BLvBLvE四、导体切割磁感线时的四、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势 公式公式 tnEsin BLvE与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？(1)研究对象不同。研究对象不同。研究对象是一个回路，而

10、研究对象是一个回路，而的研究对象是磁场中运动的一段导体。的研究对象是磁场中运动的一段导体。(2)物理意义不同。物理意义不同。表示的是表示的是t t时间内的平均时间内的平均电动势；电动势；一般用于求解某时刻的瞬时电动势；一般用于求解某时刻的瞬时电动势；1、区别区别: :讨论：讨论： 是是的一种特殊情况。但是，当导体做切的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用割磁感线运动时，用EBLvsin求求E比较方便；比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化时，用当穿过电路的磁通量发生变化时，用 比较方便。比较方便。2、联系、联系:公式公式和公式和公式本质上是统一的本质上是统一的. 公式公式 tnEsi

11、n BLvE与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？tnE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=1.50m,接有电阻接有电阻R=2,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁磁感应强度感应强度B=0.40T,方向如图方向如图.今有一导体棒今有一导体棒ab跨跨放在框架上放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动并能无摩擦地沿框滑动,框架及导框架及导体体ab电阻均不计电阻均不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀的速度向右匀速滑动时，试求：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

12、=BLv=2.4V例与练例与练4A2 . 1rREI1 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了电源的电流，了电源的电流，这个电动势称为这个电动势称为反电动势反电动势。反电动势的作用是。反电动势的作用是阻碍线阻碍线圈的转动圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，动机提供电能，电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。2 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？么情况？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中一般都很小，线圈中电流会很大电流会很大，电动机可能会烧毁。，电动机可能会烧毁。这时，应这时，应立即切断电源立即切断电源，进行检查。，进行检查。五、反电动势五、反电动势自主阅读课本自主阅读课本P16页回答下列问题页回答下列问题：