高中物理《法拉第电磁感应定律》课件4（24张PPT）（新人教版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 感应电动势的大小 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小罗田县骆驼坳中学张仕应 问题1 据恒定电流知识 电路中存在持续电流的条件是什么 问题2 什么叫电磁感应现象 产生感应电流的条件是什么 1 闭合电路 2 有电源 产生感应电流的条件是 1 闭合电路 2 磁通量变化 利用磁场产生电流的现象 实验探究一1 既然闭合电路中产生感应电流 说明这个电路中就一定存在电动势 定义 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 相同点 两电路都是闭合的 有电流 不同点 甲中有电池 电源 乙中有螺线管 相当于电源 结论 产生感应电动势那部分导体相当于电源 实验探究2 结论 若电路断开时 虽然没有感应电流 电动势依然存在 理解 1在电磁感应现象中 不论电路是否闭合 只要穿过电路的磁通量发生变化 电路中就有感应电动势 有感应电动势是电磁感应现象的本质2感应电动势与感应电流 感应电动势是形成感应电流的必要条件 有感应电动势不一定存在感应电流 要看电路是否闭合 有感应电流一定存在感应电动势 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关 变化 产生E 产生I 总电阻一定时 E越大 I越大 指针偏转越大 现象 在同一高度 磁铁相对螺线管快速运动时 指针偏转角度大 磁铁相对螺线管慢速运动时 指针偏转角度小 实验1 思考 1 实验现象说明什么问题 指针偏转角度大 说明感应电流大 在总电阻相同的情况下 感应电动势也大 即磁铁相对螺线管快速运动时 产生的感应电动势大 思考 2 磁铁相对螺线管快速运动和慢速运动有什么不同 在发生相同的磁通量变化时 快速运动比慢速运动所用时间更短 即磁铁相对螺线管快速运动比慢速运动时 穿过螺线管的磁通量变化更快 实验2 实验现象 导体棒运动越快 电流表指针偏转角度越大 即感应电流和感应电动势越大 实验分析 导体棒运动越快 发生相同磁通量的变化所用时间更短 即导体棒快速运动比慢速运时磁通量的变化更快 实验探究2 感应电动势3 在磁通量变化 相同时 所用的时间 t越小 即磁通量变化越快 感应电动势E越大 反之 t越大 即磁通量变化越慢 感应电动势E越小 实验结论 磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来表示 磁通量 磁通量变化 磁通量的变化率 问题 磁通量大 磁通量变化一定大吗 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 磁通量的变化不同 磁通量为零 磁通量的变化率不一定为零 磁通量的变化大 磁通量的变化率也不一定大 精确实验表明 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比 得出 当上式各个量都取国际单位 若闭合电路是一个n匝线圈 且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同 则整个线圈的感应电动势为 法拉第 1791 1876 是英国著名的物理学家 化学家 他发现了电磁感应现象 提出电场和磁场的概念 场的概念对近代物理的发展的重大意义 他家境贫寒 出身于铁匠家庭 未受过系统的正规教育 但却在众多领域中作出惊人成就 堪称刻苦勤奋 探索真理 不计个人名利的典范 对于青少年富有教育意义 1 穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2Wb 则 A 线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB 线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC 线圈中的感应电动势始终是2VD 线圈中不产生感应电动势 分析 由 可知 n 1 t 2wb s 所以E 2V 选C 三 重要的推论 如图所示闭合线圈一部分导体ab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 Lv t 解 产生的感应电动势为 穿过回路的磁通量的变化为 B S V2 V1 Vsin Vcos 若导体斜切磁感线 为v与B夹角 BLv t 导线切割磁感线时产生的电动势的大小 跟磁感强度B 导线长度L 运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin 成正比 电动势的区别 说明 公式E t E n t一般适用于求解平均电动势的大小 而推导公式E BLV一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小 例题1 长为L的金属棒ab 绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动 磁感应强度为B 如图所示 求ab两端的电势差 解析 ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势 因为没有外电路 所以只要求出电动势即可 棒上各处速率不等 不能直接用E BLv来求 但棒上各点的速度v r与半径成正比 因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算 小结一 感应电动势1 定义2 条件二 法拉第电磁感应定律1 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变化率成正比 2 平均感应电动势与瞬时感应电动势 E n t多表示平均感应电动势 E BLVsin 多表示为瞬时感应电动势 可以为B L V中任意两个量之间的夹角 且L是指切割磁感线的有效长度 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全