高中物理4.4法拉第电磁感应定律课件新人教版.ppt

1 理解感应电动势的概念 2 理解法拉第电磁感应定律的内容 并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小 3 能够运用E Blv或E Blvsin 计算导体切割磁感线时的感应电动势 4 会用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向 读教材 填要点 1 感应电动势 1 定义 在现象中产生的电动势 2 感应电动势与感应电流的关系 产生感应电动势的部分相当于 闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流 若导体回路不闭合 则没有 但仍有 电磁感应 电源 感应电流 感应电动势 磁通量的变化率 韦伯 伏特 3 导线切割磁感线时的感应电动势 1 导线垂直于磁场运动 B l v两两垂直时 如图4 4 1所示 E 图4 4 1图4 4 2 2 导线的运动方向与导线本身垂直 但与磁感线方向夹角为 时 如图4 4 2所示 E Blv Blvsin 4 反电动势 1 定义 电动机转动时 线圈中也会产生感应电动势 这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用 我们称它为反电动势 2 作用 阻碍线圈的转动 3 能量转化 反电动势阻碍转动的过程即为电路中电能转化为其他形式能的过程 关键一点 反电动势是电动机转动时线圈切割磁感线运动时产生的 电动机工作时 因有反电动势存在 所以欧姆定律不能直接使用 试身手 夯基础 1 下列几种说法正确的是 A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大B 线圈中磁通量越大 线圈中产生的感应电动势一定越大C 线圈放在磁场越强的位置 线圈中产生的感应电动势一定越大D 线圈中磁通量变化越快 线圈中产生的感应电动势一定越大 解析 依据法拉第电磁感应定律可知 感应电动势与磁通量无关 与磁通量的变化量无关 与线圈匝数和磁通量的变化率成正比 因此 选项A B都是错误的 磁场的强弱与感应电动势也无关 所以 选项C也是不对的 线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越大 依据法拉第电磁感应定律可知 感应电动势与磁通量的变化率成正比 在此条件下线圈中产生的感应电动势越大 故选项D是正确的 答案 D 2 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2Wb 则 A 线圈中感应电动势每秒增加2VB 线圈中感应电动势每秒减小2VC 线圈中无感应电动势D 线圈中感应电动势大小不变 解析 因线圈的磁通量均匀变化 所以磁通量的变化率 t为一定值 又因为是单匝线圈 据E t可知选项D正确 答案 D 3 试写出如图4 4 3所示的各种情况下 导线中所产生的感应电动势的表达式 导线长均为l 速度为v 磁感应强度为B 图丙中导体垂直纸面 图4 4 3 解析 图甲中导线的速度与B在同一平面内 故图甲中感应电动势E1 0 图乙中磁感应强度B 导线l 导线的速度v相互垂直 故E2 Blv 图丙中导线与B平行 导线运动时不切割磁感线 故E3 0 答案 甲 E1 0乙 E2 Blv丙 E3 0 答案 8 10 28 1 一个200匝 面积为20cm2的线圈 放在磁场中 磁场的方向与线圈平面成30 角 若磁感应强度在0 05s内由0 1T增加到0 5T 在此过程中磁通量变化了多少 磁通量的平均变化率是多少 线圈中感应电动势的大小是多少伏 答案 4 10 4Wb8 10 3Wb s1 6V 1 对公式E Blvsin 的理解 1 该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论 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 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4 4 4所示 则应取与B和v垂直的等效直线长度 即ab的弦长 图4 4 4 公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度 当导线不动而磁场运动时 也有电磁感应现象产生 图4 4 5 2 2012 四川高考 半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆 单位长度电阻均为R0 圆环水平固定放置 整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场 磁感应强度为B 杆在圆环上以速度v平行图4 4 6于直径CD向右做匀速直线运动 杆始终有两点与圆环良好接触 从圆环中心O开始 杆的位置由 确定 如图4 4 6所示 则 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 导体圆环右端开小口对电路的影响 2 取不同值时杆切割磁感线的有效长度 答案 AD 求解导线切割磁感线产生的感应电动势时 首先要弄清B与l是否垂直 并正确运用公式 另外要注意对切割磁感线的有效长度l的理解 名师点睛 1 产生感应电动势的导体相当于电源 感应电动势等效于电源电动势 产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻 2 求解电路中通过的电荷量 一定要用平均电动势和平均电流计算 3 如图4 4 7 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r1 在线圈中半径为r2的圆形区域内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4 4 7 b 所示 图线与横 纵轴的截距分别为t0和B0 导线的电阻不计 求0至t1时间内 图4 4 7 1 通过电阻R1上的电流大小及方向 2 通过电阻R1上的电量q 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 产生感应电动势的有效面积为 r 2 该回路中各部分的电阻大小及等效电路图 解决与电路相联系的电磁感应问题时 关键是求出回路的感应电动势 有时候还要正确画出等效电路图