高中物理-法拉第電磁感應定律新課課件-新人教版選修3

第四章電磁感應

4.4法拉第電磁感應定律第一頁，編輯于星期五：十一點九分。問題1：產生感應電流的條件是什么？（1）閉合電路（2）磁通量變化復習:問題2：楞次定律的內容是什么?感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流磁通量的變化。即增反減同、來拒去留、增縮減擴。第二頁，編輯于星期五：十一點九分。問題3：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同

既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。甲NSG乙產生電動勢的那局部導體相當于電源第三頁，編輯于星期五：十一點九分。1、定義：在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫感應電動勢〔E〕.一、感應電動勢產生感應電動勢的那局部導體相當于電源.2、產生條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產生感應電動勢。第四頁，編輯于星期五：十一點九分。觀察實驗,分析思考:問題4:在實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?第五頁，編輯于星期五：十一點九分。Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了相同變化都產生了E(I)產生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應電動勢越大。

磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結果上看相同不同Φ變化產生E產生I

第六頁，編輯于星期五：十一點九分。二、法拉第電磁感應定律電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內容:注意：公式中Δφ取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。2.公式:n為線圈的匝數(shù)第七頁，編輯于星期五：十一點九分。問題5：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問題6：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系:磁通量大(小,零)，磁通量的變化率不一定大(小,零);磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).思考與討論第八頁，編輯于星期五：十一點九分。

物理意義與電磁感應關系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)多少無直接關系磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量變化了多少產生感應電動勢的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量變化的快慢

決定感應電動勢的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義(類比速度、速度的變化和加速度.)第九頁，編輯于星期五：十一點九分。關于電磁感應，下述說法中正確的選項是()A、穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大D例與練1第十頁，編輯于星期五：十一點九分。

1.磁感應強度B不變,垂直于磁場的回路面積S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1,此時：

2.垂直于磁場的回路面積S不變,磁感應強度B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1,此時：4、應用:用公式 求E的二種常見情況：第十一頁，編輯于星期五：十一點九分。例與練2一個100匝的線圈，在0.5s內穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應電動勢。16V例與練3一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0.5s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。1.6V第十二頁，編輯于星期五：十一點九分。例與練4在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時針方向轉動。求:(1)線圈轉過1/2周的過程中的平均感應電動勢B00'aωdcb〔2〕線圈轉過1/4周呢？第十三頁，編輯于星期五：十一點九分。ab×

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×××

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××Gabv回路在時間t內增大的×面積為：ΔS=LvΔt穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt產生的感應電動勢為：〔V是相對于磁場的速度〕三、導體切割磁感線時的感應電動勢如圖所示閉合線框一部分導體ab長l,處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢第十四頁，編輯于星期五：十一點九分。θvBV1V2假設導體運動方向跟磁感應強度方向有夾角(導體斜切磁感線)3、速度v為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)注意：2、導線的長度L應為有效長度1、導線運動方向和磁感線平行時,E=0Lvθ為v與B夾角第十五頁，編輯于星期五：十一點九分。勻強磁場v

、B、L兩兩垂直三、導體切割磁感線時的感應電動勢第十六頁，編輯于星期五：十一點九分。問題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？(1)

①求出的是平均感應電動勢,E和某段時間或某個過程對應；②求出的是瞬時感應電動勢，E和某個時刻或某個位置對應.(2)①求出的是整個回路的感應電動勢；②求出的是某局部導體的電動勢?；芈分懈袘妱觿轂榱銜r，回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：(1)公式①中的時間趨近于0時，則E為瞬時感應電動勢(2)公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應電動勢。2、聯(lián)系：公式①和公式②是統(tǒng)一的.第十七頁，編輯于星期五：十一點九分。如圖,一個水平放置的導體框架,寬度L=0.50m,接有電阻R=0.20Ω,設勻強磁場和框架平面垂直,磁感應強度B=0.40T,方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導體ab電阻均不計,當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導體ab上的感應電動勢的大小(2)回路上感應電流的大小E=BLv=0.80V例與練5第十八頁，編輯于星期五：十一點九分。如圖，勻強磁場的磁感應強度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內運動，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產生的感應電動勢。abθvE=BLVsinθ例與練6第十九頁，編輯于星期五：十一點九分。Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場。假設線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如以以下圖，那么：()A、線圈中0時刻感應電動勢最大B、線圈中D時刻感應電動勢為零C、線圈中D時刻感應電動勢最大D、線圈中0到D時間內平均感應電動勢為0.4VABD例與練7斜率表示Φ的變化率第二十頁，編輯于星期五：十一點九分。如圖,長為L的銅桿OA以O為軸在垂直于勻強磁場的平面內以角速度ω勻速轉動,磁場的磁感應強度為B,求桿OA兩端的電勢差.ωAOA'例與練8第二十一頁，編輯于星期五：十一點九分。如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ,它們的電阻不計,在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導體棒長ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運動.(1)ab中的電流多大?ab兩點間的電壓多大?(2)維持ab做勻速運動的外力多大?(3)ab向右運動1m的過程中,外力做的功是多少?電路中產生的熱量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例與練9第二十二頁，編輯于星期五：十一點九分。如圖，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。試求：(1)兩次線圈中的平均感應電動勢之比?(2)兩次線圈中電流之比?(3)兩次通過線圈電荷量之比?(4)兩次在R中產生熱量之比?例與練10第二十三頁，編輯于星期五：十一點九分。1、穿過一個電阻為1Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少2Wb，那么〔〕A、線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2vB、線圈中的感應電動勢一定是2vC、線圈中的感應電流一定是每秒減少2AD、線圈中的感應電流一定是2A例與練不變！不變！第二十四頁，編輯于星期五：十一點九分。2、匝數(shù)為n＝200的線圈回路總電阻R＝50Ω，整個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通量Φ隨時間變化的規(guī)律如以以下圖，求：線圈中的感應電流的大小。例與練第二十五頁，編輯于星期五：十一點九分。3、如以以下圖，用絕緣導線繞制的閉合線圈，共100匝，線圈總電阻為R=0.5Ω，單匝線圈的面積為30cm2。整個線圈放在垂直線圈平面的勻強磁場中，如果勻強磁場以如以以下圖變化，求線圈中感應電流的大小。例與練第二十六頁，編輯于星期五：十一點九分。4、有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如以以下圖，磁場方向垂直環(huán)面向里，那么在t1－t2時間內通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？例與練第二十七頁，編輯于星期五：十一點九分。5、如以以下圖，電阻不計的裸導體AB與寬為60cm的平行金屬導軌良好接觸，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整個裝置處在垂直導軌向里的勻強磁場中，磁感應強度B＝0.5T。當AB向右以V＝5m/s的速度勻速滑動時，求流過電阻R1、R2的電流大小。例與練A××××

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×R2VBR1第二十八頁，編輯于星期五：十一點九分。6〔思考題〕如以以下圖，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做以下哪種運動時，線圈c中將有感應電流產生〔〕A．向右做勻速運動B．向左做勻速運動C．向右做減速運動D．向右做加速運動例與練變速第二十九頁，編輯于星期五：十一點