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.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。,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?,变化的快慢不同,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?,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,SS2-S1：,2.S不变,B发生变化,BB2-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,分析磁通量的变化：,S=Lvt,产生的感应电动势为：,=BS,=BLvt,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,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,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成角，求金属棒ab产生的感应电动势。,E=BLvsin,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匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.,转动切割问题,如图,有一匀强磁场B=1.010-3T，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=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=1.010-3T，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=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,公式适用于范围广，一般求出的是平均感应电动势；公式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,公式中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势,公式中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=0.20,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、作用：阻碍线圈的转动.线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.,3、应用：电动机停止转动,就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.,1.一个匝数为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1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。,1.6V,2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）A.线圈中0时刻感应电动势为0B.线圈中0时刻感应电动势最大C.线圈中D时刻感应电动势为0D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势,斜率表示的变化率,3.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC为一端