电磁感应定律及其应用.pptVIP

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E Blv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 5V 蓄电池的 是2 0V 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4 2 1 如图4 2 1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4 2 21 构造 如图4 2 2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4 2 3所示 一架飞机的两翼尖之间的距离是40m 水平飞行的速度是300m s 求它在地磁场竖直分量为3 10 5T的地区内飞行时 两翼尖之间产生的感应电动势 图4 2 3 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E BLv 根据公式E BLv代入数据得E BLv 3 10 5 40 300V 0 36V 答案 0 36V 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4 2 4甲所示 乙是变压器的符号 图4 2 4 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220V时 副线圈的输出电压为22V 如将副线圈增加100匝后 则输出电压增加到33V 由此可知原线圈匝数是 匝 副线圈匝数是 匝 答案 2000200 课堂互动讲练 答案 8 10 2Wb s8V 如图4 2 5所示 水平放置的平行金属导轨 相距l 0 50m 左端接一电阻R 0 20 磁感应强度B 0 40T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v 4 0m s的速度水平向右匀速滑动时 求 图4 2 5 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E Blv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 80V 2 4 0A方向c a 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E Blv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4 2 6所示 理想变压器原 副线圈匝数比为3 1 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