高二物理選修3-2__法拉第電磁感應(yīng)定律_（課堂PPT）

1、高中物理選修高中物理選修3-23-2第四章電磁感應(yīng)第四節(jié)第四章電磁感應(yīng)第四節(jié)第一課時(shí)：第一課時(shí)：法拉第電磁感應(yīng)定律基本內(nèi)容法拉第電磁感應(yīng)定律基本內(nèi)容第二課時(shí)：第二課時(shí)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)第三課時(shí)：第三課時(shí)：前兩節(jié)內(nèi)容的比較、歸納、總結(jié)前兩節(jié)內(nèi)容的比較、歸納、總結(jié)第一課時(shí)：第一課時(shí)：法拉第電磁感應(yīng)定律基本內(nèi)容法拉第電磁感應(yīng)定律基本內(nèi)容復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧：1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化的方式有哪些？、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化的方式有哪些？閉合電路中的磁通量發(fā)

2、生變化閉合電路中的磁通量發(fā)生變化由于閉合回路中的由于閉合回路中的面積變化面積變化引起磁通量變化引起磁通量變化 = 2-1 = B S由于閉合回路中的由于閉合回路中的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化磁感應(yīng)強(qiáng)度變化引起磁通量變化引起磁通量變化 = 2-1 = B S復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧：1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化的方式有哪些？、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化的方式有哪些？ = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = B S閉合電路中的磁通量發(fā)生變化閉合電路中的磁通量發(fā)生變化電路中產(chǎn)生持

3、續(xù)電流的條件是什么？電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么？（1 1）電路閉合）電路閉合（2 2）有電源）有電源 存在感應(yīng)電流必然存在對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)；存在感應(yīng)電流必然存在對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)； 物理學(xué)中，我們把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生物理學(xué)中，我們把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。等等 效效當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電路中是否有電流呢？當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電路中是否有電流呢？電源兩端有電壓?jiǎn)?？電源的電?dòng)勢(shì)還存在嗎？電源兩端有電壓?jiǎn)?？電源的電?dòng)勢(shì)還存在嗎？當(dāng)導(dǎo)線斷開(kāi)后，電路中是否還有電流呢？當(dāng)導(dǎo)線斷開(kāi)后，電路中是否還有電流呢？線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)還存在嗎？線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)還存在嗎？總結(jié)：總結(jié)：探究

4、項(xiàng)目：探究項(xiàng)目：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素我們?cè)鯓幽軌蛭覀冊(cè)鯓幽軌蚋兄礁兄礁袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？電流表偏轉(zhuǎn)的角度電流表偏轉(zhuǎn)的角度探究項(xiàng)目：探究項(xiàng)目：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素 電流表指針的電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度偏轉(zhuǎn)角度與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系呢？的大小有什么關(guān)系呢？等等 效效探究項(xiàng)目：探究項(xiàng)目：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素 器器 材：材： 猜猜 想：想： 可能與什么因素有關(guān)可能與什么因素有關(guān)探究過(guò)程：探究過(guò)程：模擬實(shí)驗(yàn)一模擬實(shí)驗(yàn)一一根磁鐵慢速插入一根磁鐵慢速插入一根磁鐵快速插入一根磁鐵快速插入分析歸

5、納：分析歸納：從條件上看從條件上看從結(jié)果上看從結(jié)果上看相同相同 不同不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不同磁通量變化量磁通量變化量 相同相同都產(chǎn)生感應(yīng)電流都產(chǎn)生感應(yīng)電流 I磁鐵插入的快慢不同磁鐵插入的快慢不同感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I 大小不同大小不同模擬實(shí)驗(yàn)二模擬實(shí)驗(yàn)二一根磁鐵快速插入一根磁鐵快速插入兩根磁鐵快速插入兩根磁鐵快速插入分析歸納：分析歸納：從條件上看從條件上看從結(jié)果上看從結(jié)果上看相同相同 不同不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不同磁通量變化量磁通量變化量 不不同同都產(chǎn)生感應(yīng)電流都產(chǎn)生感應(yīng)電流 I磁鐵的快慢相同磁鐵的快慢相同感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I 大小不同大小不同定性結(jié)論：定性結(jié)論：感

6、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的快慢有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的快慢有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的快慢磁通量變化的快慢有關(guān)有關(guān)磁通量變化率磁通量變化率法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容：2 2、公式：、公式：t（單位為（單位為 伏、韋伯、秒伏、韋伯、秒 則則 k=1k=1）注意：注意：公式中公式中取絕對(duì)值取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。應(yīng)電流的方向另行判斷。當(dāng)閉合電路中的線圈匝數(shù)是1匝時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式tE思考：思考： 當(dāng)閉合電路中的線圈匝數(shù)是n時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式該怎么寫呢？思考：思考：穿過(guò)線圈內(nèi)的磁通量穿過(guò)線

7、圈內(nèi)的磁通量一樣嗎？一樣嗎？1 1匝線圈匝線圈n n匝線圈匝線圈穿過(guò)線圈內(nèi)的磁通量穿過(guò)線圈內(nèi)的磁通量一樣一樣思考：思考： 當(dāng)閉合電路中的線圈匝數(shù)是n時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式該怎么寫呢？ 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律： 若線圈有若線圈有n n匝匝，電動(dòng)勢(shì)為：，電動(dòng)勢(shì)為： 若線圈有若線圈有1 1匝匝，電動(dòng)勢(shì)為：，電動(dòng)勢(shì)為：tE 物理意義物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量磁通量穿過(guò)回路的磁感穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少線的條數(shù)多少?zèng)]有直接關(guān)系沒(méi)有直接關(guān)系磁通量變化磁通量變化穿過(guò)回路的磁通穿過(guò)回路的磁通量量變化了多少變化了多少?zèng)Q定決定是否產(chǎn)生感是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁通量變化率磁

8、通量變化率/t/t穿過(guò)回路的磁通穿過(guò)回路的磁通量量變化的快慢變化的快慢 決定決定產(chǎn)生感應(yīng)電產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)勢(shì)的大小大小對(duì)于對(duì)于 、/t/t的理解的理解判斷題：判斷題：（1） 越大，越大， 一定越大；一定越大；（2） 越大，越大， 一定越大；一定越大；不一定不一定1 1、下列說(shuō)法正確的是（、下列說(shuō)法正確的是（ ） A.A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B.B.線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C.C.線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置

9、，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D.D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大反饋練習(xí)反饋練習(xí)D2、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：間變化的規(guī)律如圖所示，則：( ) A、線圈中、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 C、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D、線圈中、線圈中0到到

10、D時(shí)間內(nèi)平均時(shí)間內(nèi)平均 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V/10-2Wbt/sA BD0120.1ABD小結(jié)：小結(jié)：1.知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別物理量，并能區(qū)別、 。3.理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。 tnE布置作業(yè)布置作業(yè):1、課本、課本 問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)1、22、獨(dú)立完成練習(xí)冊(cè)相關(guān)內(nèi)容、獨(dú)立完成練習(xí)冊(cè)相關(guān)內(nèi)容3、思考題、思考題 如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁

11、場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度以速度v勻速切割勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ Gabv三、三、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的電動(dòng)勢(shì) 如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體abab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是感應(yīng)強(qiáng)度是B B，abab以速度以速度v v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab Gabv回路在時(shí)間回路在時(shí)間t t內(nèi)增大的面積為：內(nèi)增大的面積為：S = L(S = L(vt)t)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：=

12、BS= BStE = BL= BLvttttBLv BLv V V是導(dǎo)體棒在磁是導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中移動(dòng)的速度場(chǎng)中移動(dòng)的速度v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若導(dǎo)體若導(dǎo)體斜切斜切磁感線磁感線 sinBLvBLvE1（為為v v與與B B夾角）夾角） （若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)（若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）度方向有夾角）說(shuō)明：說(shuō)明：3 3、導(dǎo)線的長(zhǎng)度、導(dǎo)線的長(zhǎng)度 L L應(yīng)為有效長(zhǎng)度應(yīng)為有效長(zhǎng)度1 1、V V方向和方向和B B平行時(shí)，平行時(shí)，=0 =0 ，E=0E=02 2、速度、速度V為為平均值平均值，E就為就為平

13、均值平均值. . 速度速度V為為瞬時(shí)值瞬時(shí)值，E就為就為 瞬時(shí)值瞬時(shí)值. .例：如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為例：如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為B B，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為L(zhǎng) L的金屬棒的金屬棒abab在垂直于在垂直于B B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v v與與L L成成角，求金屬棒角，求金屬棒abab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。abvE=B(E=B(LsinLsin)V)V有效長(zhǎng)度：有效長(zhǎng)度： 導(dǎo)線在垂直速度方向上的投影長(zhǎng)度導(dǎo)線在垂直速度方向上的投影長(zhǎng)度練習(xí)：練習(xí)：半徑為半徑為R R的半圓形導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半圓形導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B中，以速度中，以速度V V向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，向右勻速運(yùn)動(dòng)

14、時(shí)，E=E=？ RE = BE = B2R2RV V有效長(zhǎng)度：有效長(zhǎng)度： 彎曲導(dǎo)線在垂直速度方向上彎曲導(dǎo)線在垂直速度方向上 的投影長(zhǎng)度的投影長(zhǎng)度問(wèn)題：?jiǎn)栴}：公式公式 tnEsinBLvE與公式與公式 的區(qū)別和聯(lián)系？的區(qū)別和聯(lián)系？1 1、一般來(lái)說(shuō)，、一般來(lái)說(shuō)， 求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，和求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，和某段時(shí)間某段時(shí)間 或者或者某個(gè)過(guò)程某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)，求出的是求出的是瞬時(shí)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E E和和某個(gè)時(shí)刻某個(gè)時(shí)刻 或者或者某個(gè)位置某個(gè)位置對(duì)應(yīng)。對(duì)應(yīng)。區(qū)別：區(qū)別： 2 2、求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)vabcdL區(qū)別：區(qū)別： 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

15、零時(shí)，但是回路中某回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，但是回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。1 1、公式、公式中的時(shí)間趨近于中的時(shí)間趨近于0 0時(shí)，時(shí)， E E就為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2 2、公式、公式中中v v若代表平均速度，若代表平均速度， 則求出的則求出的E E就為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。就為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。聯(lián)系：聯(lián)系：?jiǎn)栴}：?jiǎn)栴}：公式公式 tnEsinBLvE與公式與公式 的區(qū)別和聯(lián)系？的區(qū)別和聯(lián)系？四、反電動(dòng)勢(shì)四、反電動(dòng)勢(shì)V V 此電動(dòng)勢(shì)阻礙電路中原此電動(dòng)勢(shì)阻礙電路中原來(lái)的電流來(lái)的電流. 故稱之為反電動(dòng)勢(shì)故稱之為反電動(dòng)勢(shì)NS電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)安 培 力 方 向安 培 力 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 方 向轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 方 向 電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是削弱了削弱了電源電流電源電流, , 阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng). . 線圈要維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電線圈要維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，能，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 正因?yàn)檎驗(yàn)榉措妱?dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì) 的存在的存在, ,所以對(duì)電動(dòng)機(jī)所以對(duì)電動(dòng)機(jī), ,歐姆定歐姆定律不成