人教版选修32 4.4法拉第电磁感应定律 课件（30张）.ppt

法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小 问题1 据前面所学 电路中存在持续电流的条件是什么 问题2 什么叫电磁感应现象 产生感应电流的条件是什么 1 闭合电路 2 有电源 产生感应电流的条件是 1 闭合电路 2 磁通量变化 利用磁场产生电流的现象 情景探究一 在有磁铁矿的地方 地磁场会产生异常 地质工作者利用这一现象探矿 找矿 现在给你一个灵敏电流计 一个多匝大线圈 你能进行简单的模拟探究吗 说明你的探究方法和原理 引导思考讨论并总结 方法 把大线圈与灵敏电流计组合成闭合电路 使大线圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移动 若灵敏电流计产生偏转 则表明周围有磁铁矿 思考 为何要快速移动才能观察到明显的电流计的指针的偏转 实验探究一 若闭合电路中有感应电流 电路中就一定有电动势 演示实验并播放动画画出等效电路图 实验探究二 若电路断开时 虽然没有感应电流 电动势依然存在 演示实验并播放动画画出等效电路图 实验探究三 有感应电流 有电动势存在 演示实验并播放动画画出等效电路图 相同点 两电路都是闭合的 有电流 不同点 甲中有电池 电源 乙中有螺线管 相当于电源 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源 一 感应电动势 1 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 2 感应电动势与感应电流 感应电动势是形成感应电流的必要条件 有感应电动势不一定存在感应电流 要看电路是否闭合 有感应电流一定存在感应电动势 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关 探究感应电动势大小与磁通量变化的关系 提出问题 既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势 那么感应电动势与磁通量的变化有关呢 猜想或假设 感应电动势e的大小与磁通量的变化量 有关 此外 电磁感应现象只在磁场发生变化的过程中被观察到 而在恒定的磁场中却不能发生 那么 感应电动势的大小是否也与完成磁通量变化所用的时间 对猜想假设进行设计实验探究 猜想 感应电动势很可能与磁通量变化的快慢有关 而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示 实验1 用导线切割磁感线 产生感应电流的实验中 导线运动的速度越快 磁体的磁场超强 产生的感应电流越大 实验探究1 感应电动势2 实验2 在向线圈中插入条形磁铁的实验中 磁铁的磁场越强 插入的速度越快 产生的感应电流就越大 实验 电磁感应插磁铁 实验探究2 感应电动势3 实验探究3 感应电动势1 1 当时间相同时 磁通量变化越大 感应电流就越大 表明感应电动势越大 2 当磁通量变化相同时 所用时间越短 感应电流就越大 表明感应电动势越大 感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关 分析与论证 结论 精确实验表明 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 这就是法拉第电磁感应定律 得出 若闭合电路是一个n匝线圈 且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同 则整个线圈的感应电动势为 法拉第 1791 1876 是英国著名的物理学家 化学家 他发现了电磁感应现象 提出电场和磁场的概念 场的概念对近代物理的发展的重大意义 他家境贫寒 出身于铁匠家庭 未受过系统的正规教育 但却在众多领域中作出惊人成就 堪称刻苦勤奋 探索真理 不计个人名利的典范 对于青少年富有教育意义 1 磁通量的变化率 t 表示磁通量变化的快慢 1 磁通量的变化率跟磁通量 磁通量的变化不同 磁通量为零时 磁通量的变化率不一定为零 磁通量变化大不等于磁通量的变化率大 二 法拉第电磁感应定律 2 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 2 t是指在时间 t内磁通量变化快慢的平均值 t 0 t表示在某瞬时磁通量变化的快慢 式中物理量都取国际单位 若线圈有n匝 则相当于n个相同的电源串联 所以整个线圈中的电动势为 3 导线切割磁感线时的感应电动势 1 垂直切割时 如图所示 导体由ab匀速移动到a1b1 这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化 blv t 由法拉第电磁感应定律得 2 切割方向与磁场方向成 角时 如图所示 将v分解为垂直b和平行b的两个分量 其中 对切割有贡献 对切割无贡献 所以 导线切割磁感线时产生的电动势的大小 跟磁感强度b 导线长度l 运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin 成正比 说明 公式e t e n t一般适用于求解平均电动势的大小 而公式e blv一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小 讨论 产生感应电流与产生感应电动势的条件一样吗 导体在磁场中做切割线运动或者是穿过某一回路的磁通量发生变化 就一定产生感应电动势 例题1 长为l的金属棒ab 绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动 磁感应强度为b 如图所示 求ab两端的电势差 解析 ab两