电磁感应定律及其应用.ppt

4.2 电磁感应定律及其应用,课标定位,学习目标： 1.知道电源是一种把其他形式的能转化为电能的装置，电动势是一个描述电源这种本领强弱的物理量 2知道法拉第电磁感应定律，会用电磁感应定律计算感应电动势的大小 3会用公式EBlv计算导体在匀强磁场中垂直切割磁感线时感应电动势的大小，知道该公式与法拉第电磁感应定律的区别与联系 4会用右手定则判断导体垂直切割磁感线时产生的感应电流的方向，能区分左手定则、右手定则与安培定则,5知道直流电与交流电之间的区别知道发电机的工作原理 6了解变压器的结构和工作原理，知道理想变压器原、副线圈两端的电压与它们匝数之间的关系 7了解电磁感应现象在生活、生产中的应用，培养运用物理规律解决和解释实际问题的能力,重点难点： 1.理解并应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小 2正确应用右手定则判断切割类感应电流的方向 3了解变压器的工作原理，并进行适当计算,课前自主学案,一、法拉第电磁感应定律 1电动势：电源是一种把其他形式的能量转化为_的装置，电源本领的强弱用_来描述电动势用符号E表示单位：伏特(V)一节干电池的_是1.5 V，蓄电池的_是2.0 V.,电能,电动势,电动势,电动势,2感应电动势：如果导体在磁场中做切割磁感线运动，其两端就会产生电动势，这种由于电磁感应现象而产生的电动势叫_ 注意：若该导线是一个完整的闭合电路的一部分，那么这个感应电动势将引起回路中自由电荷的定向移动，形成感应电流感应电流的大小不仅与感应电动势的大小有关，还与电路的组成(如电阻的大小)有关因此从本质上来说，电磁感应现象产生的是感应电动势,感应电动势,时间,变化量,变化率,Blv,注意：该式的适用条件是导体做切割磁感线运动时，磁感线，导体，切割速度三者两两相互垂直,思考感悟 1左手定则是用来判断什么的？ 提示：判断通电导线(或运动电荷)在磁场中的受力方向 6右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体的_方向，那么其余四指所指的方向就是_的方向,运动,感应电流,二、发电机的工作原理 1发电机：把_能转化为_能的装置，和电动机的原理正好相反 2直流电：干电池和蓄电池等电源提供的电流，_恒定不变，称为直流电，简称DC. 3交流电：让矩形线圈在磁场中转动产生了_和_都随时间做周期性变化的电流叫做交流电，简称AC.,机械,大小,方向,方向,电,思考感悟 2交流电和直流电的区别是什么？ 提示：关键看电流方向是否变化,4交流发电机的工作原理 图421,如图421所示，线圈平面从平行于磁感线的水平位置开始转动，线圈的一个边向上运动，另一个边向下运动，切割_，线圈中产生了_电流从线圈的一个边_，从另一个边_当线圈转过半周后，线圈的左右两边在磁场中的运动方向发生了变化，原来向上运动的改为向下运动，原来向下运动的改为向上运动，结果使得线圈中的电流_发生了改变这就产生了大小和方向都随时间做周期性变化的电流,磁感线,感应电流,流出,流进,方向,三、变压器的工作原理 变压器是根据电磁感应原理(互感原理)工作的 图422 1构造：如图422所示，变压器由闭合的铁芯和绕在铁芯上的 两个线圈组成，其中与电源相连的，称为_；与负载相连的，称为_,原线圈,副线圈,思考感悟 3什么情况下变压器是升压变压器？ 提示：副线圈匝数n2大于原线圈匝数n1时为升压变压器,核心要点突破,即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1下列关于电磁感应的说法中，正确的是( ) A穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 D穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2如图423所示，一架飞机的两翼尖之间的距离是40 m，水平飞行的速度是300 m/s.求它在地磁场竖直分量为3105T的地区内飞行时，两翼尖之间产生的感应电动势 图423,解析：这属于导体棒切割磁感线求电动势问题，应考虑用公式EBLv. 根据公式EBLv代入数据得 EBLv310540300 V0.36 V. 答案：0.36 V,三、变压器的工作原理及规律应用 1变压器的工作原理 变压器的构造如图424甲所示，乙是变压器的符号 图424,当交变电流通过原线圈时，由于电流的大小和方向在不断改变，所以铁芯中的磁场也在不断变化，这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势，由于原、副线圈匝数不同，所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同，这样就达到了改变交流电电压的目的,即时应用 (即时突破，小试牛刀) 3一理想变压器，原线圈输入电压为220 V时，副线圈的输出电压为22 V如将副线圈增加100 匝后，则输出电压增加到33 V，由此可知原线圈匝数是_匝，副线圈匝数是_匝,答案：2000 200,课堂互动讲练,【答案】 8102 Wb/s 8 V,如图425所示，水平放置的平行金属导轨，相距l0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ac棒以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： 图425,(1)ac棒中感应电动势的大小； (2)回路中感应电流的大小和方向 【思路点拨】 导体棒做切割磁感线运动，用公式EBlv求产生感应电动势的大小，导体棒相当于电源，进一步求出电流的大小,【答案】 (1)0.80 V (2)4.0 A 方向ca 【方法总结】 (1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，且B、l、v两两垂直时，即可应用EBlv计算 (2)切割的导体棒相当于电源，右手四指的指向为电源内部电流方向(由负极指向正极),如图426所示，理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈上串联一相同的灯泡A，则( ) A灯A也能正常发光 B灯A将会烧坏 C灯A比另