[理化生]44法拉第电磁感应定律--课件好的.ppt

电机转动 * 选修3-2 1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2．在恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 温故知新 N S 甲 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 一、感应电动势 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。 磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质. 探究实验：影响感应电动势大小的因素 实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。 问题1、电流表指针偏转原因是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题2：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？ 磁通量变化的快慢不同 磁通量的变化相同 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等 从条件上看 从结果上看 相同 不同 小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大. 说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率 来描述，即可表示为 实验检验： 实验结论 越大，感应电流I越大，感应电动势E越大。 进一步猜想：感应电动势的大小很可能与磁通量的变化率有关，并且成正比。 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 定律内容 取适当单位则k=1 线圈由1匝 n ? 物理意义 与电磁感应关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢 ? 决定感应电动势的大小 1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？ 2、磁通量变化大，电动势一定大吗？ 产生感应电动势的条件 a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化。此时： b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化。此时： 2、用公式 求E的二种常见情况： （动生电动势） （感生电动势） 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0.07Wb。求线圈中的感应电动势。 2、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 课堂练习 例4、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个 线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通 量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应 电流的大小。 巩固练习 例5、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝ 0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂 直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截 面的电荷量为多少？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 三、导体切割磁感线时的感应电动势 导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 a b 分析：回路在时间Δt内增大的面积为： ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt V是相对于磁场的速度 平均值或瞬时值 L应为有效长度 V2 V1 θ v B 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) θ为v与B夹角 四、对比两个公式 求平均感应电动势 △t近于0时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v是平均速度 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度 如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？ 思考与讨论 四、反电动势 E F S N 1、如图所示为穿过某回路的磁通量Φ随时间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某回路的磁通量Φ何时最大？ 何时最小？ （2）Δφ/Δt何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？ Φ t O t1 t2 t3 t4 注意区分几个物理量： ①Φ、Δφ、Δφ/Δt ②E只与Δφ/Δt有关， 而与Φ、Δφ无关。 五、巩固练习 （1）磁通量t1 和t3最大； t0 、 t2 、t4最小； （2）磁通量变化率 t0 、 t2 、t4最大；t1