人教版選修32 4.4法拉第電磁感應(yīng)定律 課件（30張）.ppt

法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 問(wèn)題1 據(jù)前面所學(xué) 電路中存在持續(xù)電流的條件是什么 問(wèn)題2 什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么 1 閉合電路 2 有電源 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是 1 閉合電路 2 磁通量變化 利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象 情景探究一 在有磁鐵礦的地方 地磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生異常 地質(zhì)工作者利用這一現(xiàn)象探礦 找礦 現(xiàn)在給你一個(gè)靈敏電流計(jì) 一個(gè)多匝大線圈 你能進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬探究嗎 說(shuō)明你的探究方法和原理 引導(dǎo)思考討論并總結(jié) 方法 把大線圈與靈敏電流計(jì)組合成閉合電路 使大線圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移動(dòng) 若靈敏電流計(jì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn) 則表明周圍有磁鐵礦 思考 為何要快速移動(dòng)才能觀察到明顯的電流計(jì)的指針的偏轉(zhuǎn) 實(shí)驗(yàn)探究一 若閉合電路中有感應(yīng)電流 電路中就一定有電動(dòng)勢(shì) 演示實(shí)驗(yàn)并播放動(dòng)畫(huà)畫(huà)出等效電路圖 實(shí)驗(yàn)探究二 若電路斷開(kāi)時(shí) 雖然沒(méi)有感應(yīng)電流 電動(dòng)勢(shì)依然存在 演示實(shí)驗(yàn)并播放動(dòng)畫(huà)畫(huà)出等效電路圖 實(shí)驗(yàn)探究三 有感應(yīng)電流 有電動(dòng)勢(shì)存在 演示實(shí)驗(yàn)并播放動(dòng)畫(huà)畫(huà)出等效電路圖 相同點(diǎn) 兩電路都是閉合的 有電流 不同點(diǎn) 甲中有電池 電源 乙中有螺線管 相當(dāng)于電源 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源 一 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是形成感應(yīng)電流的必要條件 有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定存在感應(yīng)電流 要看電路是否閉合 有感應(yīng)電流一定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 思考與討論 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān) 探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的關(guān)系 提出問(wèn)題 既然閉合電路的磁通量發(fā)生改變就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化有關(guān)呢 猜想或假設(shè) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小與磁通量的變化量 有關(guān) 此外 電磁感應(yīng)現(xiàn)象只在磁場(chǎng)發(fā)生變化的過(guò)程中被觀察到 而在恒定的磁場(chǎng)中卻不能發(fā)生 那么 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是否也與完成磁通量變化所用的時(shí)間 對(duì)猜想假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究 猜想 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很可能與磁通量變化的快慢有關(guān) 而磁通量變化的快慢可以用磁通量的變化率表示 實(shí)驗(yàn)1 用導(dǎo)線切割磁感線 產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中 導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的速度越快 磁體的磁場(chǎng)超強(qiáng) 產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大 實(shí)驗(yàn)探究1 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2 實(shí)驗(yàn)2 在向線圈中插入條形磁鐵的實(shí)驗(yàn)中 磁鐵的磁場(chǎng)越強(qiáng) 插入的速度越快 產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大 實(shí)驗(yàn) 電磁感應(yīng)插磁鐵 實(shí)驗(yàn)探究2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3 實(shí)驗(yàn)探究3 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1 1 當(dāng)時(shí)間相同時(shí) 磁通量變化越大 感應(yīng)電流就越大 表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 2 當(dāng)磁通量變化相同時(shí) 所用時(shí)間越短 感應(yīng)電流就越大 表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化和所用時(shí)間都有關(guān) 分析與論證 結(jié)論 精確實(shí)驗(yàn)表明 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比 這就是法拉第電磁感應(yīng)定律 得出 若閉合電路是一個(gè)n匝線圈 且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化率都相同 則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 法拉第 1791 1876 是英國(guó)著名的物理學(xué)家 化學(xué)家 他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 提出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念 場(chǎng)的概念對(duì)近代物理的發(fā)展的重大意義 他家境貧寒 出身于鐵匠家庭 未受過(guò)系統(tǒng)的正規(guī)教育 但卻在眾多領(lǐng)域中作出驚人成就 堪稱刻苦勤奮 探索真理 不計(jì)個(gè)人名利的典范 對(duì)于青少年富有教育意義 1 磁通量的變化率 t 表示磁通量變化的快慢 1 磁通量的變化率跟磁通量 磁通量的變化不同 磁通量為零時(shí) 磁通量的變化率不一定為零 磁通量變化大不等于磁通量的變化率大 二 法拉第電磁感應(yīng)定律 2 法拉第電磁感應(yīng)定律 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比 2 t是指在時(shí)間 t內(nèi)磁通量變化快慢的平均值 t 0 t表示在某瞬時(shí)磁通量變化的快慢 式中物理量都取國(guó)際單位 若線圈有n匝 則相當(dāng)于n個(gè)相同的電源串聯(lián) 所以整個(gè)線圈中的電動(dòng)勢(shì)為 3 導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1 垂直切割時(shí) 如圖所示 導(dǎo)體由ab勻速移動(dòng)到a1b1 這一過(guò)程中穿過(guò)閉合回路的磁通量變化 blv t 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 2 切割方向與磁場(chǎng)方向成 角時(shí) 如圖所示 將v分解為垂直b和平行b的兩個(gè)分量 其中 對(duì)切割有貢獻(xiàn) 對(duì)切割無(wú)貢獻(xiàn) 所以 導(dǎo)線切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小 跟磁感強(qiáng)度b 導(dǎo)線長(zhǎng)度l 運(yùn)動(dòng)速度v以及運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向的夾角的正弦sin 成正比 說(shuō)明 公式e t e n t一般適用于求解平均電動(dòng)勢(shì)的大小 而公式e blv一般適用于切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小 討論 產(chǎn)生感應(yīng)電流與產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件一樣嗎 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割線運(yùn)動(dòng)或者是穿過(guò)某一回路的磁通量發(fā)生變化 就一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 例題1 長(zhǎng)為l的金屬棒ab 繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 如圖所示 求ab兩端的電勢(shì)差 解析 ab兩