多彩课堂高中物理 4.4《法拉第电磁感应定律》（第2课时）课件 新人教版选修32.ppt

第四章 电磁感应 第4节 法拉第电磁感应定律 1 知道什么叫感应电动势 2 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量 并能区别 3 理解法拉第电磁感应定律内容 数学表达式 4 知道e blvsin 如何推得 5 会用法拉第电磁感应定律解决问题 首先通过观看视频电磁感应使物体悬浮 并使灯泡无线充电发光 使学生进一步认识磁生电的现象 并激发学习兴趣 然后回顾感应电动势的定义式 引出部分导体作垂直切割磁感线运动产生感应电动势的表达式 接下来拓展部分导体不是垂直切割磁感线的情况 得到部分导体切割磁感线运动产生感应电动势的通用表达式 再对感应电动势和部分导体切割磁感线运动产生感应电动势的表达式进行比较说明 最后介绍反电动势以及反电动势在生活中的现象 利用例题引入感应电动势的讨论 以图片的形式 直观反映的导体棒切割磁感线的不同情况过程中 利用磁感应强度的矢量分解得出导体帮的垂直切割和不垂直切割的情况 结合生活实际 以电动机为例 通过反电动势的说明 让学生能充分了解产生感应电动势条件和应用 电磁感应使物体悬浮 1 内容 电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路的磁通量变化率 t成正比 法拉第电磁感应定律 若有n匝线圈 则相当于有n个电源串联 总电动势为 注意 公式中 应取绝对值 不涉及正负 2 数学表达式 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中 导轨宽为l 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 解 回路在时间 t内增大的面积为 s lv t 产生的感应电动势为 穿过回路的磁通量的变化为 b s blv t v是相对于磁场的速度 导体做垂直切割磁感线运动时 感应电动势计算式 e blv b l v两两垂直 如果b与v不垂直 那又应该如何表示呢 如图 当导线运动方向与导线本身垂直 但跟磁感强度方向有夹角 时 v1 vsin 若导体斜切磁感线 为v与b夹角 v2 vcos v vsin 对切割有贡献 v vcos 对切割无贡献 e blv1 blvsin 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 导体切割磁感线时的感应电动势 为v与b夹角 e blvsin l 有效长度 导线在垂直速度方向上的投影长度 有效长度 l 有效长度 lsin l 求出的是平均感应电动势 e和某段时间或某个过程对应 求出的是瞬时感应电动势 e和某个时刻或某个位置对应 1 区别 公式 与公式 e blvsin 有什么区别和联系 2 求出的是整个回路的感应电动势 求出的是某部分导体的电动势 回路中感应电动势为零时 回路中某段导体的感应电动势不一定为零 公式 与公式 e blvsin 有什么区别和联系 2 联系 公式 与公式 e blvsin 有什么区别和联系 1 公式 中的时间趋近于0时 则e为瞬时感应电动势 2 公式 中v若代表平均速度 则e为平均感应电动势 公式 和公式 是统一的 例1 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 也可用e blv 进行计算 因为从o a 各点的线速度是均匀变化的 故取棒中点的速度代表棒的平均速度 有 仍得到上面的结果 如果所示 通电线圈在磁场中受力转动 线圈中就会产生感应电动势 感应电动势加强了电源产生的电流 还是削弱了它 是有利于线圈的转动 还是阻碍了线圈的转动 反电动势 v 此电动势阻碍电路中原来的电流 故称之为反电动势 电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势 这个电动势是削弱了电源电流 阻碍线圈的转动 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能 电能转化为机械能 正因为反电动势的存在 所以对电动机 欧姆定律不成立 如果电动机因机械阻力过大而停止转动 这时就没有了反电动势 因为线圈电阻一般都很小 线圈中电流会很大 电动机会烧毁 这时 应立即切断电源 进行检查 反电动势 3 反电动势 1 部分导体切割磁感线感应电动势公式 e blvsin 2 公式与公式e blvsin 的区别和联系 1 如图 将一条形磁铁插入某一闭合线圈 第一次用0 05s 第二次用0 1s 试求 1 两次线圈中的平均感应电动势之 2 两次线圈中电流之比 3 两次通过线圈电荷量之比 4 两次在r中产生热量之比 1 2 1 2 2 1 3 1 1 4 2 1 2 有一面积s 100cm2的金属环 电阻r 0 1 环中磁场变化规律如图所示 磁场方向垂直环面向里 则在t1 t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少 3 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