高中物理人教版选修3-2课件：第四章4法拉第电磁感应定律.pptx

4法拉第电磁感应定律目标导航学习目标1.能说出感应电动势的概念。2.理解法拉第电磁感应定律,会运用E=n 求感应电动势的大小。3.能够运用E=Blv或E=Blvsin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势。4.能说出反电动势的定义和作用。重点难点重点:感应电动势的理解与应用。难点:1.Φ、ΔΦ、的区别。2.E=n与E=Blv的区别与联系。激趣诱思如图是某同学设计的用来测定风速的简易装置,根据你所学的知识感觉这个装置能否用来测量风速?其基本原理是什么?简答:这个装置可以用来测量风速。因为当风吹动叶轮转动时,叶轮带动磁铁转动,使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电动势,风速越大,产生的感应电动势就越大,通过交流电表就可以显示出来。预习导引1.感应电动势穿过闭合回路中的磁通量发生变化,其中就有感应电流,这说明电路中一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。预习交流1产生感应电动势的条件与产生感应电流的条件有何不同?答案:产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。对于感应电动势,不论回路是否闭合,只要穿过它的磁通量发生变化,就会产生感应电动势。2.法拉第电磁感应定律(1)内容:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)表达式:对单匝线圈E=k,k为比例系数,国际单位制中k=1。上式可简化为E=,对n匝线圈E=n称为磁通量的变化率。(3)单位:在国际单位制中,感应电动势E的单位是伏特(V)。预习交流2判断正误:(1)在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流。 (　)(2)磁通量越大,磁通量的变化量也越大。 (　)(3)穿过某电路的磁通量变化量越大,产生的感应电动势就越大。 (　)(4)闭合电路置于磁场中,当磁感应强度很大时,感应电动势可能为零;当磁感应强度为零时,感应电动势可能很大。 (　)答案:(1)×　(2)×　(3)×　(4)√3.导体切割磁感线时的感应电动势(1)如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为l,以速度v匀速切割磁感线,设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为ΔS=lvΔt,穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BΔS=BlvΔt,由法拉第电磁感应定律,得E==Blv。所以,E=Blv是E=n的推论。(2)当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ时,可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsin θ和平行于磁感线的分量v2=vcos θ。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为E=Blv1=Blvsin θ。?4.反电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源电动势的作用,这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。电动机停止转动,这时就没有了反电动势,电动机变为纯电阻,剧烈发热,很可能被烧毁。预习交流3“电动机不是纯电阻,不适用欧姆定律。”你对这句话怎样理解?答案:电动机的线圈在安培力作用下在磁场中旋转,必定切割磁感线,产生感应电动势,该电动势的方向与原电源电动势E的方向相反,使电路中电流I减小,即I小于,欧姆定律不成立。但是,当电动机被卡住不转时,不产生反电动势,这时电能完全转化为内能,欧姆定律仍然成立。一、　法拉第电磁感应定律知识精要1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率,而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系。的两种表达形式为S·和B·。2.磁通量的变化率磁通量的变化率是Φ-t图象上某点切线的斜率大小。3.Φ、ΔΦ与三者之间的关系物理量单位物理意义计算公式磁通量ΦWb表示穿过某一面积的磁感线条数的多少Φ=B·S⊥磁通量的变化量ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少ΔΦ=|Φ2-Φ1|磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢答案:感应电动势正比于磁通量的变化率,与磁通量大小没有必然联系。当磁通量为零时,感应电动势不一定为零。思考探究磁通量为零,感应电动势也为零吗?典题例解【例1】 一个面积S=4×10-2 m2、匝数n=100的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是(　)A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化率等于-0.08 Wb/sB.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零解析:由E=n=n·S得在开始的2 s内磁通量变化率=-0.08 Wb/s在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势E=100××4×10-2 V=-8 V第3 s末虽然磁通量为零,但磁通量变化率为0.08 W