【创新设计】2015-2016学年高中物理4.4法拉第电磁感应定律(问题探究式)同课异构课件新人教版选修3-2课程.ppt

* 第四章 电磁感应 学案4 法拉第电磁感应定律　 （1）闭合电路 利用磁场产生电流的现象 问题1：什么叫电磁感应现象？ 问题2：产生感应电流的条件是什么？ （2）磁通量变化 问题3：比较甲、乙两电路的异同 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 甲 N S G 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。 3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流. 一、感应电动势 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 问题3:条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同? Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等 磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量的变化快慢 越大? 从条件上看 从结果上看 相同 不同 磁通量的变化率 二、法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 1.内容: 注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 2.公式: n为线圈的匝数 1. B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1： 2. S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1： 3、应用:用公式 求E的二种常见情况： 二、法拉第电磁感应定律 有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 25V 1 一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。 16V 2 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 分析磁通量的变化： ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt 三、导体切割磁感线时的感应电动势 如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 θ v B V1 V2 若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线) 注意： 2、导线的长度L应为有效长度 1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0 3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值) L v θ为v与B夹角 三、导体切割磁感线时的感应电动势 匀强磁场 v 、B、L两两垂直 三、导体切割磁感线时的感应电动势 如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。 a b θ v E=BLvsinθ 3 如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差. ω A O A 转动切割问题 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？ 4 解法2：取棒中点的速度代表棒的平均速度 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？ 4 四、两个公式的区别和联系 公式①适用于范围广，一般求出的是平均感应电动势； 公式②适用于导体棒切割磁感线，一般求出的是瞬时感应电动势. 1、区别： E=BLv ② 公式①中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势 公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。 2、联系： 如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求： (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小 E=BLv=0.80V 5 问题1：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗?方向怎样? 问题2：感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动? 五、反电动势 问题3：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?这时应采取什么措施? 五、反电动势 1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势. 2、