法拉第电磁感应定律2020-2021学年高二物理人教版选修32ppt课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,4.4,法拉第电磁感应定律,4.4法拉第电磁感应定律,1,一、导案独学,一、导案独学,2,问题：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,。,甲,N,S,G,乙,产生电动势的那部分导体相当于电源,二、合学展示,问题：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,3,1,、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（,E,）,.,闭合电路,中,有感应电流,，这个电路中,就,一定有感应电动势,.,一、感应电动势,产生感应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）.,4,2,、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。,3,、感应电动势与感应电流：,只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势,;,若电路,又,闭合,电路中就有感应电流,.,磁通量变化是电磁感应的根本原因,;,产生感应电动势是电磁感应现象的本质,.,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,5,总结：,感应电动势的有无，,完全取决于,穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，,与,电路的通断，电路的组成是,无关的,。,总结：感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路,6,二、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,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,7,问题,1,：磁通量大,磁通量变化一定大吗,?,问题,2,：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗,?,(,可以类比速度、速度的变化和加速度,.),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,问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?问题2：磁通量变化大,8,物理意义,与电磁感应关系,磁通量,穿过回路的磁感线的条数,多少,无直接关系,磁通量变化,穿过回路的磁通量,变化,了多少,产生,感应电动势的,条件,磁通量变化率,/t,穿过回路的,磁通量,变化的快慢,决定,感应电动势的,大小,3,、理解,:,、,、,/t,的意义,物理意义与电磁感应关系磁通量穿过回路的磁感线的条数多少无,9,1.,磁感应强度,B,不变,垂直于磁场的回路面积,S,发生变化,S,S,2,-,S,1,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,B,B,2,-,B,1,此时：,4,、应用,:,用公式 求,E,的二种常见情况：,（感生电动势）,（动生电动势）,1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,10,一个,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。,16V,例与练,1,一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb,11,如图，半径为,r,的金属环绕通过某直径的轴,00,以角速度,作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为,B,，从金属环面与磁场方向,重合,时开始计时,则在 金属环转过,90,0,角的过程中，环中产生的电动势的 平均值是多大,?,0,0,B,例与练,2,如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00以角速度作匀速,12,a,b,G,a,b,v,回路在时间,t,内增大的面积为：,S=Lvt,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）,三、导体切割磁感线时的,感应电动势,如图所示闭合线框一部分导体,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,ab ,13,1,对公式,E,Blv,sin,的理解,(1),该公式通常用来求导线运动速度为,v,时的,瞬时,电动势，随着,v,的变化，,E,也,相应,变化；若,v,为平均速度，则,E,为平均感应电动势。,(2),当,B,、,l,、,v,三个量方向互相垂直时，,90,，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，,0,，感应电动势为零。,1对公式EBlvsin 的理解,14,(3),式中的,l,应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，,l,应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与,B,和,v,垂直的等效直线长度，即,ab,的弦长。,(3)式中的l应理解为导线切割磁感线时的有,15,（,4,）公式中的,v,应理解为导线和磁场间的相对速度。,（,5,）,导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角,(,导体斜切磁感线,),若,。,v,B,V1,V2,为,v,与,B,夹角,（4）公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度。（5）导体运,16,（,6,）,公式适用于导体各部分切割磁感线速度相同的情况，若导体各部分切割磁感线速度不同，可取其平均速度来求,。,如图,长为,L,的铜杆以,A,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,求杆两端的电势差,.,（6）公式适用于导体各部分切割磁感线速度相同的情况，若导体各,17,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。,a,b,v,E=BLVsin,例与练,1,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,18,在磁感应强度为,B,的匀强磁场中,有一矩形线框,边长,ab=,L,1,bc=,L,2,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,1/4,周,的过程中的平均感应电动势,例与练,2,B,0,0,a,d,c,b,(2),线圈转过,1/2,周,的过程中的平均感应电动势,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,19,法拉第电磁感应定律2020-2021学年高二物理人教版选修32ppt课件,20,法拉第电磁感应定律2020-2021学年高二物理人教版选修32ppt课件,21,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,1,如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R,22,小结：,由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，所以也可用下式求,E,.,如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是外电路上的电压，即,小结：由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，,23,V,此电动势阻碍电路中原来的电流,.,故称之为反电动势。,四、反电动势,1.,作用：削弱了电源电流,阻碍线圈的转动,.,2.,能量转化：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。,3.,说明：,正因为反电动势的存在,所以对电动机而言,欧姆定律不成立。,电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。,V此电动势阻碍电路中原来的电流.故称之为反电动势。四、反电动,24,