第2节感应电动势与电磁感应定律.ppt

1、检查预习 1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？,2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？,闭合电路中的磁通量发生变化, = 2 - 1, = 2 - 1 = B S, = 2 - 1 = BS, = 2 - 1 = B2S2 - B1S1,3、类比： v、v、v/t 和、/t的理解,描述物体运动的快慢,穿过回路的磁感线的条数多少：=BS,物体速度变化的大小和方向v= v2 v1,穿过回路的磁通量变化了多少 : = 2 - 1,物体速度变化的快慢和方向,穿过回路的磁通量变化的快慢,4、下图中那一部分相当于电源、画出等效电路图：,等 效,等 效,总结：存在感应电流必然存在对应的

2、电动势； 物理学中，把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。,探究一：感应电动势的产生与电路是否闭合有无关系？,问题,1、当开关断开后，电路中是否有电流呢？,2、当开关断开后，电源两端有电压吗？ 3、当开关断开后，电源的电动势还存在吗？,类比实验实物图,实物图（实验演示证明）：,问题,1、当导线断开后，电路中是否还有电流呢？,2、线圈内的感应电动势还存在吗？,总结：,感应电动势的有无，完全取决于穿过电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断、电路的组成无关。,问题,电流表指针的偏转角度与感应电动势的大小有什么关系呢？,结论： 此图中电流表指针的偏转角度

3、越大说 明产生的感应电动势越大,探究二： 影响感应电动势大小的因素,模拟实验一：（学生分组探究）,一根磁铁慢速插入,一根磁铁快速插入,分析归纳：,感应电动势大小不同、磁通量变化快感应电动势大,磁通量变化量 相同,感应电动势 大小不同,磁铁插入的快慢不同,模拟实验二：实验演示,一根磁铁快速插入,两根磁铁快速插入,分析归纳：,感应电动势大小不同、磁通量变化快感应电动势大,磁通量变化量 不同,感应电动势 大小不同,磁铁插入的快慢相同,定性结论：,感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关,感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关,磁通量变化率,总结：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

4、磁通量变化率成正比 。,1、内容：,2、公式：,即,（单位为 伏、韦伯、秒 时k=1）,思考题：,当闭合电路中的线圈匝数是1匝时，感应电动势大小的表达式怎么写呢？,思考题：,当闭合电路中的线圈匝数是n匝串联时，感应电动势大小的表达式又怎么写呢？,总结：法拉第电磁感应定律：,若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，总电动势为：,注意：（1）公式中的计算方法。 （2）电动势 E为平均值。 （3）感应电流的方向另行判断。 （即用楞次定律和右手定则判断）,成果展示： 展示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。,总结：此题中线圈相当于电

5、源，电流方向结合楞次定律用右手定则判断，方法如图,探究二、导体切割磁感线时的感应电动势,如图所示闭合线圈一部分导体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,回路在时间t内增大的面积为：,S=L(vt),产生的感应电动势为：,穿过回路的磁通量的变化为：,=BS,=BLvt,（V是相对于磁场的速度）,展示2：如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=2,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

6、动时，试求：导 体ab上的感应电动势的大小和回 路中感应电流的大小和方向。,总结：切割磁感线的导体棒ab相当于电源，电流方向用右手定则判断，如图所示,点清提升：若导体斜切磁感线,（为v与B夹角）,（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角，你能推导出感应电动势的表达式吗？）,总结：,对切割有贡献,对切割无贡献,所以：,检测反馈:,1（5分）穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒 钟均匀地增加2 Wb，则：( ) A线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C线圈中的感应电动势始终是2 V D线圈中不产生感应电动势,C,2（10分）如图所示，裸金属线组成滑

7、框，金属棒ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场为B，当ab以v向右匀速运动过程中， 求：问题1、棒ab产生的感应电动势E为多少？ 问题2、通过电阻R的电流为多少？,3（15分）如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1，磁感应强度随时间变化满足B=(10+10t),问题1、画出等效电路图；问题2、线圈磁场所产生的感应电动势E为多少？问题3、通过电阻R的电流I 的大小？,解：（1）等效电路图为 (3分),小结：,1、法拉第电磁感应定律,2、导线切割磁感线时产生的电动势的大小,3、求磁通量变化的三种典型方式,（一般适用于求解平均电动势的大小）；,（一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小）,物理小帮手： 电磁感应磁生电（电动势）， 产生条件磁通变， 回路闭合有电流， 回路断开是电源， 感应电动势大或小， 磁通变化的快和慢， 楞次定律定方向， 阻碍变化是关键， 导体切割磁感线， 右手定则更方便。,如图（a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和