高二物理選修感應(yīng)電動勢電磁感應(yīng)定律課件

1、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)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)強度變化磁感應(yīng)強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)

2、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)電流必然存在對應(yīng)的電動勢；存在感應(yīng)電流必然存在對應(yīng)的電動勢； 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)生的電動勢叫做的電動勢叫做感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢。等等 效效當(dāng)開關(guān)斷開后，電路中是否有電流呢？當(dāng)開關(guān)斷開后，電路中是否有電流

3、呢？電源兩端有電壓嗎？電源的電動勢還存在嗎？電源兩端有電壓嗎？電源的電動勢還存在嗎？當(dāng)導(dǎo)線斷開后，電路中是否還有電流呢？當(dāng)導(dǎo)線斷開后，電路中是否還有電流呢？線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢還存在嗎？線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢還存在嗎？總結(jié)：總結(jié)：探究項目：探究項目：影響感應(yīng)電動勢大小的因素影響感應(yīng)電動勢大小的因素我們怎樣能夠我們怎樣能夠感知到感知到感應(yīng)電動勢的大??？感應(yīng)電動勢的大小？電流表偏轉(zhuǎn)的角度電流表偏轉(zhuǎn)的角度探究項目：探究項目：影響感應(yīng)電動勢大小的因素影響感應(yīng)電動勢大小的因素 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)電動勢與感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系呢？的大小有什么關(guān)系呢？等等 效效探究項目：探究項目：

4、影響感應(yīng)電動勢大小的因素影響感應(yīng)電動勢大小的因素 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)探究過程：探究過程：模擬實驗一模擬實驗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)電動勢大小不同感應(yīng)電動勢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T感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I 大小不同大小不同模擬實驗二模擬實驗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

5、看從結(jié)果上看從結(jié)果上看相同相同 不同不同感應(yīng)電動勢大小不同感應(yīng)電動勢大小不同磁通量變化量磁通量變化量 不同不同都產(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：感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化的快慢有關(guān)感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化的快慢有關(guān)感應(yīng)電動勢大小與感應(yīng)電動勢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值取絕對值，不涉及正負，感，

6、不涉及正負，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，感應(yīng)電動勢大小的表達式tE思考：思考： 當(dāng)閉合電路中的線圈匝數(shù)是n時，感應(yīng)電動勢大小的表達式該怎么寫呢？思考：思考：穿過線圈內(nèi)的磁通量穿過線圈內(nèi)的磁通量一樣嗎？一樣嗎？1 1匝線圈匝線圈n n匝線圈匝線圈穿過線圈內(nèi)的磁通量穿過線圈內(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，感應(yīng)電動勢大小的表達式該怎么寫呢？ 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，電動勢為：，電動勢為： 若線圈有若線圈有1 1匝匝，電動勢為：，電動勢為：tE 物理意義物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系與

7、電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量磁通量穿過回路的磁感穿過回路的磁感線的條數(shù)多少線的條數(shù)多少沒有直接關(guān)系沒有直接關(guān)系磁通量變化磁通量變化穿過回路的磁通穿過回路的磁通量量變化了多少變化了多少決定決定是否產(chǎn)生感是否產(chǎn)生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢磁通量變化率磁通量變化率/t/t穿過回路的磁通穿過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)電動勢的動勢的大小大小對于對于 、/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、下列說法正確的是（、下列說法正確的是（ ） 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

8、越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大生的感應(yīng)電動勢一定越大 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)電動勢一定越大的感應(yīng)電動勢一定越大 C.C.線圈處在磁場越強的位置，線圈中線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大 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)電動勢越大產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大反饋練習(xí)反饋練習(xí)D2、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：間

9、變化的規(guī)律如圖所示，則：( ) A、線圈中、線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大時刻感應(yīng)電動勢最大 B、線圈中、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零時刻感應(yīng)電動勢為零 C、線圈中、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大時刻感應(yīng)電動勢最大 D、線圈中、線圈中0到到D時間內(nèi)平均時間內(nèi)平均 感應(yīng)電動勢為感應(yīng)電動勢為0.4V/10-2Wbt/sA BD0120.1ABD小結(jié)：小結(jié)：1.知道什么叫感應(yīng)電動勢。知道什么叫感應(yīng)電動勢。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)表達式。理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式。

10、tnE3、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處于勻強處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是磁場中，磁感應(yīng)強度是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)電動勢？磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？ Gabv三、三、導(dǎo)線切割磁感線時的電動勢導(dǎo)線切割磁感線時的電動勢 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處于勻強磁場中，磁處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是感應(yīng)強度是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)電動勢感應(yīng)電動勢ab Gabv回路在時間回路在時間t t內(nèi)增大的面積為：內(nèi)增大的面積為：S = L

11、(S = L(vt)t)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：穿過回路的磁通量的變化為：= BS= BStE = BL= BLvttttBLv BLv V V是導(dǎo)體棒在磁是導(dǎo)體棒在磁場中移動的速度場中移動的速度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)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強（若導(dǎo)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角）度方向有夾角）說明：說明：3 3、導(dǎo)線的長度、導(dǎo)線的長度 L L應(yīng)為有效長度應(yīng)為有效長度1

12、1、V V方向和方向和B B平行時，平行時，=0 =0 ，E=0E=02 2、速度、速度V為為平均值平均值，E就為就為平均值平均值. . 速度速度V為為瞬時值瞬時值，E就為就為 瞬時值瞬時值. .例：如圖，勻強磁場的磁感應(yīng)電動勢為例：如圖，勻強磁場的磁感應(yīng)電動勢為B B，長為，長為L 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)運動，速度的平面內(nèi)運動，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)電動勢。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。abvE=B(E=B(LsinLsin) )V V有效長度：有效長度： 導(dǎo)線在垂直速度方向上的投影長度導(dǎo)線在垂直速度方向上的投影長度練習(xí)：練習(xí)

13、：半徑為半徑為R R的半圓形導(dǎo)線在勻強磁場的半圓形導(dǎo)線在勻強磁場B B中，以速度中，以速度V V向右勻速運動時，向右勻速運動時，E=E=？ RE = BE = B2R2RV V有效長度：有效長度： 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 的投影長度的投影長度 一、 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，與穿過這一電內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，與穿過這一電路的路的 成正比成正比 (2)表達式：對單匝線圈表達式：對單匝線圈E ，k為比例系數(shù)，為比例系數(shù)，國際單位制中國際單位制中k1.上式可簡化上式可簡化為為 ，對，對n匝線圈匝線圈E .磁通量變化率磁

14、通量變化率第二課時第二課時(3)單位：在國際單位制中，感應(yīng)電動勢單位：在國際單位制中，感應(yīng)電動勢E的單位的單位是是 ，磁通量，磁通量的單位是的單位是 ，磁通量變化量，磁通量變化量的單的單位是位是 ，時間，時間t的單位是的單位是 3導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢(1)導(dǎo)體在勻強磁場中運動，如圖導(dǎo)體在勻強磁場中運動，如圖121所示，所示，B、l、v兩兩垂直時，兩兩垂直時，E . 導(dǎo)體的橫截面導(dǎo)體的橫截面伏特伏特韋伯韋伯韋伯韋伯秒秒Blv(2)導(dǎo)體的運動方向與導(dǎo)體本身垂直，但與磁導(dǎo)體的運動方向與導(dǎo)體本身垂直，但與磁感線方向夾角為感線方向夾角為時時(如圖如圖122)，E .圖

15、圖121圖圖122Blvsin2. 切割類產(chǎn)生的電動勢切割類產(chǎn)生的電動勢E=Blv在任何情況下都在任何情況下都適用嗎？適用嗎？【思考思考提示提示】不只有在】不只有在B、l、v兩兩相互兩兩相互垂直的情況下適用垂直的情況下適用思考四、對公式四、對公式EBlvsin的理解的理解1該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個推該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個推論，通常用來求導(dǎo)體運動速度為論，通常用來求導(dǎo)體運動速度為v時的瞬時電動時的瞬時電動勢，若勢，若v為平均速度，則為平均速度，則E為平均電動勢為平均電動勢2當(dāng)當(dāng)B、l、v三個量方向相互垂直時，即三個量方向相互垂直時，即90時，時，EBlv；當(dāng)有任意兩個量

16、的方向平行時，；當(dāng)有任意兩個量的方向平行時，即即0時，時，E0.3式中的式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時的應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時的有效長度，如果導(dǎo)線不和磁場垂直，有效長度，如果導(dǎo)線不和磁場垂直，l應(yīng)應(yīng)是導(dǎo)線在磁場垂直方向投影的長度，如是導(dǎo)線在磁場垂直方向投影的長度，如果切割磁感線的導(dǎo)線是彎曲的，如圖果切割磁感線的導(dǎo)線是彎曲的，如圖123所示，則應(yīng)取所示，則應(yīng)取B和和v垂直的等效直線垂直的等效直線長度，即長度，即ab的弦長的弦長圖圖1245切割磁感線的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，等切割磁感線的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，等效為電源；導(dǎo)軌和電阻上不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，效為電源；導(dǎo)軌和電阻上不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，等效

17、于外電路等效于外電路遵循閉合電路歐姆定律，即遵循閉合電路歐姆定律，即IE/R五電量與磁通量變化量、時間和電阻的關(guān)五電量與磁通量變化量、時間和電阻的關(guān)系系一個一個200匝、面積為匝、面積為20 cm2的線的線圈放在磁場中，磁場方向與線圈平圈放在磁場中，磁場方向與線圈平面成面成30角，若磁感應(yīng)強度在角，若磁感應(yīng)強度在0.05 s內(nèi)由內(nèi)由0.1 T增加到增加到0.5 T，在此過程中，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化率是穿過線圈的磁通量的變化率是_ Wb/s；線圈中的感應(yīng)電動；線圈中的感應(yīng)電動勢為勢為_ V.課堂互動講練課堂互動講練【思路點撥【思路點撥】磁通量的變化率】磁通量的變化率跟線圈的匝數(shù)無關(guān)，

18、即每一匝的磁通跟線圈的匝數(shù)無關(guān)，即每一匝的磁通量變化率都相等；但整個線圈的感應(yīng)量變化率都相等；但整個線圈的感應(yīng)電動勢則跟線圈的匝數(shù)有關(guān)，即跟匝電動勢則跟線圈的匝數(shù)有關(guān)，即跟匝數(shù)成正比數(shù)成正比【解析解析】磁通量的變化量】磁通量的變化量BSsin 30(0.50.1)201040.5 Wb4104 Wb，【答案【答案】81031.61.如圖如圖125所示，矩形線圈面所示，矩形線圈面積為積為S，線圈平面垂直于磁感應(yīng)強度為，線圈平面垂直于磁感應(yīng)強度為B的范圍足夠大的勻強磁場放置若在的范圍足夠大的勻強磁場放置若在時間時間t內(nèi)將線圈繞內(nèi)將線圈繞bc軸翻轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)180，則線，則線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢是多

19、大？圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢是多大？圖圖125如圖如圖126所示，導(dǎo)體棒所示，導(dǎo)體棒ab長長L，沿傾角為沿傾角為的斜導(dǎo)軌以速度的斜導(dǎo)軌以速度v下滑，勻強下滑，勻強磁場磁感應(yīng)強度為磁場磁感應(yīng)強度為B.(1)若磁感應(yīng)強度若磁感應(yīng)強度B的方向垂直于斜的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上，導(dǎo)體棒導(dǎo)軌向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？勢為多大？(2)若磁感應(yīng)強度若磁感應(yīng)強度B的方向豎直向上，的方向豎直向上，導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？公式公式EBlvsin 的理解及應(yīng)用的理解及應(yīng)用【思路點撥【思路點撥】這是導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感】這是導(dǎo)體做切割磁感線

20、運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的問題，使用公式應(yīng)電動勢的問題，使用公式EBLvsin 進行計算比較進行計算比較方便，但要注意各種情況中夾角方便，但要注意各種情況中夾角的分析的分析圖圖126【解析【解析】(1)當(dāng)磁感應(yīng)強度當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向垂直于斜軌的方向垂直于斜軌時，導(dǎo)體棒時，導(dǎo)體棒ab的速度方向與的速度方向與B是垂直的，即是垂直的，即v與與B的夾的夾角角90，則可將感應(yīng)電動勢直接寫為，則可將感應(yīng)電動勢直接寫為E1BLv，圖圖127(2)法一：當(dāng)磁感應(yīng)強度法一：當(dāng)磁感應(yīng)強度B豎直向上時，此時豎直向上時，此時v與與B的夾角的夾角90，我們可直接套用公式寫出此時的，我們可直接套用公式寫出此時的感應(yīng)電動勢感應(yīng)

21、電動勢E2BLvsin(90)BLvcos .法二：將棒的速度法二：將棒的速度v分解為垂直于分解為垂直于B和平行于和平行于B的兩的兩個分量，只有垂直于個分量，只有垂直于B的速度分量的速度分量vvcos 才對產(chǎn)生才對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢有貢獻，所以感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢有貢獻，所以感應(yīng)電動勢E2BLvBLvcos .【答案【答案】(1)BLv(2)BLvcos .2如圖如圖128所示的幾種情況中，金屬導(dǎo)所示的幾種情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Blv的是的是()圖圖128A乙和丁乙和丁 B甲甲 、乙、乙、C甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁 D只有乙只有乙解析解析：選選B.甲、乙、二圖中，甲、乙、二圖中，B、v、l兩兩垂兩兩垂直，且直，且l為有效切割長度，產(chǎn)生的電動勢都為為有效切割長度，產(chǎn)生的電動勢都為EBlv，丙圖中，丙圖中EBlvsin . 丁圖中為零。丁圖中為零。把總電阻為把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑的均勻電阻絲焊