高中物理 法拉第电磁感应定律新课课件 新人教版选修3

第四章电磁感应,4.4法拉第电磁感应定律,问题1：产生感应电流的条件是什么？,复习:,问题2：楞次定律的内容是什么?,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。,即增反减同、来拒去留、增缩减扩。,问题3：试从本质上比较甲、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,1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.,一、感应电动势,产生感应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。,观察实验,分析思考:,问题4:在实验中，将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,都发生了相同变化,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?,变化,产生E,产生I,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,问题5：磁通量大,磁通量变化一定大吗?,问题6：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?,磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).,思考与讨论,(类比速度、速度的变化和加速度.),关于电磁感应，下述说法中正确的是()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,D,例与练1,1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,SS2-S1,此时：,2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,BB2-B1,此时：,4、应用:用公式求E的二种常见情况：,16V,1.6V,例与练4,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00以角速度由图示位置逆时针方向转动。求:(1)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势,（2）线圈转过1/4周呢？,回路在时间t内增大的面积为：,S=Lvt,穿过回路的磁通量的变化为：,产生的感应电动势为：,（V是相对于磁场的速度）,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),3、速度v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值),为v与B夹角,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,(1)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.,(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。,1、区别：,如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=0.50m,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,例与练5,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,例与练6,/10-2Wb,t/s,A,B,D,0,1,2,0.1,单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：(),A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V,ABD,例与练7,斜率表示的变化率,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.,例与练8,如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10ms的速度向右做匀速运动.(1)ab中的电流多大?ab两点间的电压多大?(2)维持ab做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?,WF=0.1J,I=0.5A,F=0.1N,Q=0.1J,U=1.5V,例与练9,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比?(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?,例与练10,1、穿过一个电阻为1的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2A,例与练,不变！,不变！,2、匝数为n200的线圈回路总电阻R50，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。,例与练,3、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈总电阻为R=0.5，单匝线圈的面积为30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。,例与练,4、有一面积为S100cm2的金属环，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？,例与练,5、如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R13，R26，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。当AB向右以V5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。,例与练,6（思考题）如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）A向右做匀速运动B向左做匀速运动C向右做减速运动D向右做加速运动,例与练,变速,课堂小结：,1理解感应电