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32.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 s s2 s1 2 s不变 b发生变化 b 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 分析磁通量的变化 s lv t 产生的感应电动势为 b s blv t 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 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 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 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 o