高中物理-法拉第電磁感應(yīng)定律課件-新人教版選修3

問題1：據(jù)前面所學(xué)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？〔1〕閉合電路；〔2〕有電源〔1〕閉合電路；〔2〕磁通量變化。利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象復(fù)習(xí)回憶問題2：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問題3：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？問題4：磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況？第一頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。4.4法拉第電磁感應(yīng)定律第二頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。比較甲、乙兩電路的異同乙甲相同點(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〕思考有電源就有電動(dòng)勢IV第三頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感應(yīng)電動(dòng)勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那局部導(dǎo)體就相當(dāng)于電源.只要磁通量變化，就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。一.感應(yīng)電動(dòng)勢2．感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流的關(guān)系：．有感應(yīng)電動(dòng)勢不一定存在感應(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IV引：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟哪些因素有關(guān)？a:導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的速度越快,產(chǎn)生感應(yīng)電流越大b：磁鐵插入的速度越快，感應(yīng)電流就越大結(jié)論:感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟快慢有關(guān)第四頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內(nèi)容:注意：公式中Δφ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。物理量都取國際單位

2.公式:n為線圈的匝數(shù)表示磁通量變化的快慢第五頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。弄清：1、磁通量大，電動(dòng)勢一定大嗎？2、磁通量變化大，電動(dòng)勢一定大嗎？

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)多少無直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量變化了多少產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)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(yīng)電動(dòng)勢的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義第六頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。a.磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)：b.垂直于磁場的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1,此時(shí)：4、應(yīng)用:用公式 求E的二種常見情況：第七頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。1、有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢。

2、一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。3、一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。25V16V1.6V第八頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。Φ/10-2Wbt/sABD0120.14、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。假設(shè)線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如以下圖，那么：()A、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大B、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零C、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大D、線圈中0到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為0.4VABD第九頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。三、導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，長為L的導(dǎo)體棒ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢ab×

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××Gabv分析：回路在時(shí)間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相對(duì)于磁場的速度1、B⊥VV⊥LL⊥B平均值或瞬時(shí)值L應(yīng)為有效長度----兩兩垂直第十頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。θvBV1=VsinθV2=Vcosθ3、假設(shè)導(dǎo)體斜切磁感線〔θ為v與B夾角〕假設(shè)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2、B∥V，E=0vB第十一頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。5：如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)電動(dòng)勢為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。abθvE=BLVsinθ第十二頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。感應(yīng)電動(dòng)勢中的有效長度LvB

公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長度。第十三頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。思考題求下面圖示情況下，a、b、c三段導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢各為多大？第十四頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。7、如以以下圖所示，長為L的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求桿OA兩端的電勢差。ωAOA'第十五頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。四、比照兩個(gè)公式求平均感應(yīng)電動(dòng)勢△t近于0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢求平均感應(yīng)電動(dòng)勢,v是平均速度求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢，v是瞬時(shí)速度第十六頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。1、電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這個(gè)電動(dòng)勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢削弱了電源的電流，這個(gè)電動(dòng)勢稱為反電動(dòng)勢。反電動(dòng)勢的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。五、反電動(dòng)勢2、如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生什么情況？這時(shí)應(yīng)采取什么措施？電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就沒有了反電動(dòng)勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會(huì)很大，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)燒毀。這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。第十七頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。

法拉第〔1791—1876〕是英國著名的物理學(xué)家、化學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出電場和磁場的概念。場的概念對(duì)近代物理的開展的重大意義。他家境貧寒，出身于鐵匠家庭，未受過系統(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。第十八頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。1、穿過一個(gè)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(yīng)電動(dòng)勢一定是每秒減少2vB、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢一定是2vC、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2AD、線圈中的感應(yīng)電流一定是2A例與練不變！不變！第十九頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。2、匝數(shù)為n＝200的線圈回路總電阻R＝50Ω，整個(gè)線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場穿過，磁通量Φ隨時(shí)間變化的規(guī)律如以下圖，求：線圈中的感應(yīng)電流的大小。例與練第二十頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。3、如以下圖，用絕緣導(dǎo)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(gè)線圈放在垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場中，如果勻強(qiáng)磁場以如以下圖變化，求線圈中感應(yīng)電流的大小。例與練第二十一頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)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)律如以下圖，磁場方向垂直環(huán)面向里，那么在t1－t2時(shí)間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？例與練第二十二頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。5、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如以下圖〔正弦圖象一局部〕，那么〔〕A.線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為0B.線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大C.線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為0D.線圈中A時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢大于B時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢例與練斜率表示Φ的變化率第二十三頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。6、如以下圖，電阻不計(jì)的裸導(dǎo)體AB與寬為60cm的平行金屬導(dǎo)軌良好接觸，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T。當(dāng)AB向右以V＝5m/s的速度勻速滑動(dòng)時(shí)，求流過電阻R1、R2的電流大小。例與練A×××××

×××××R2VBR1第二十四頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。7〔思考題〕如以下圖，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做以下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生〔〕A．向右做勻速運(yùn)動(dòng)B．向左做勻速運(yùn)動(dòng)C．向右做減速運(yùn)動(dòng)D．向右做加速運(yùn)動(dòng)例與練變速第二十五頁，編輯于星期五：十一點(diǎn)九分。6、水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R＝3.0Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長＝0.5m，其電阻為r＝1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，B＝0.4T?，F(xiàn)使ab以v＝10m／s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)?！?〕ab中的電流大?ab兩點(diǎn)間的電壓多大？〔2〕維持ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多