2017_2018高中物理第一章電磁感應(yīng)第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律課件粵教版選修3_220171225231.ppt

第一章 電磁感應(yīng),第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解和掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，能夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小. 2.能夠運(yùn)用EBLv或EBLvsin 計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),內(nèi)容索引,知識(shí)探究,題型探究,達(dá)標(biāo)檢測(cè),知識(shí)探究,1,一、電磁感應(yīng)定律,回顧“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，并回答下列問題： (1)如圖1所示，將條形磁鐵從同一高度插入線圈的實(shí)驗(yàn)中，快速插入和緩慢插入有什么相同和不同？指針偏轉(zhuǎn)程度相同嗎？,磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同，快速插入比緩慢插入時(shí)指針偏轉(zhuǎn)程度大,答案,圖1,(2)三個(gè)實(shí)驗(yàn)中哪些情況下指針偏轉(zhuǎn)角度會(huì)大一些？指針偏轉(zhuǎn)大小取決于什么？,導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)越快， 越大，I越大，E越大，指針偏轉(zhuǎn)程度越大 將條形磁鐵插入線圈的實(shí)驗(yàn)中，條形磁鐵快速插入(或拔出)比緩慢插入(或拔出)時(shí)的 大，I大，E大，指針偏轉(zhuǎn)程度大 模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)斷開(或閉合)瞬間比開關(guān)閉合狀態(tài)下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí) 大，I大，E大，指針偏轉(zhuǎn)程度大 指針偏轉(zhuǎn)大小取決于 的大小,答案,1.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的_成正比. (2)表達(dá)式：E_，其中n是_ .,磁通量的變化率,線圈的匝數(shù),2.對(duì)、與 的理解 (1)：可形象地用某時(shí)刻穿過某個(gè)面的磁感線的條數(shù)表示.BS，S是與B垂直的投影面的面積. (2)：某段時(shí)間內(nèi)穿過某個(gè)面的磁通量的變化量，21，若只是S變化則BS，若只是B變化，則BS.,判斷下列說法的正誤. (1)線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大.( ) (2)線圈中磁通量的變化量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大. ( ) (3)線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大.( ) (4)線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大.( ),二、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如圖2所示，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長(zhǎng)度為l，ab以速度v勻速切割磁感線，利用法拉第電磁感應(yīng)定律求回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).,答案,圖2,設(shè)在t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體ab由原來的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1， 如圖所示，這時(shí)閉合電路面積的變化量為Slvt 穿過閉合電路磁通量的變化量 為BSBlvt 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E Blv.,導(dǎo)線切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小： (1)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)， 如圖3所示，E . (2)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感 線方向夾角為時(shí)，如圖4所示，E .,Blv,圖3,圖4,Blvsin ,如圖5所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是_.,甲、乙、丁,圖5,2,題型探究,一、法拉第電磁感應(yīng)定律的理解,1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由穿過電路的磁通量的變化率 和線圈的匝數(shù)n共同決定，而與磁通量、磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系，和電路的電阻R無(wú)關(guān). 2.在t圖象中，磁通量的變化率 是圖象上某點(diǎn)切線的斜率.,例1 關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說法中正確的是 A.穿過線圈的磁通量最大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定最大 B.穿過線圈的磁通量的變化量增大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也增大 C.穿過線圈的磁通量等于0，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定為0 D.穿過線圈的磁通量的變化率 越大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大,答案,解析,二、En 的應(yīng)用,1.En 一般用來求t時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，其中n為線圈匝數(shù)，取絕對(duì)值. 2.常見感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式： (1)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻變化： 為Bt圖象上某點(diǎn)切線的斜率) (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S均勻變化： (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、垂直于磁場(chǎng)的回路面積S均發(fā)生變化：,例2 如圖6甲所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2，方向向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化. (1)2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量是多少？,圖6,答案,解析,8103 Wb,磁通量的變化量是由磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的，則1B1S， 2B2S，21， 所以BS(62)20104 Wb8103 Wb,(2)磁通量的變化率多大？,答案,解析,4103 Wb/s,磁通量的變化率為,圖6,(3)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為多少？,答案,解析,6 V,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,圖6,針對(duì)訓(xùn)練 (多選)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖7所示，則 A.在t0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)也最大 B.在t1102 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.在t2102 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D.在02102 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的平均值為零,答案,解析,圖7,由法拉第電磁感應(yīng)定律知E 故t0及t2102 s 時(shí)刻，E0，A錯(cuò)，C對(duì)；,t1102 s時(shí)E最大，B對(duì)； 02102 s時(shí)間內(nèi)，0，E0，D錯(cuò).,三、EBLv的應(yīng)用,例3 如圖8所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線框平面，MN與線框的邊成45角，E、F分別為PS和PQ的中點(diǎn).關(guān)于線框中的感應(yīng)電流 A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大 B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大 C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大 D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大,圖8,當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，有效切割長(zhǎng)度最長(zhǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，所以感應(yīng)電流最大.,答案,解析,(1)圖9甲中的有效切割長(zhǎng)度為：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，L sin ；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，L (2)圖乙中的有效切割長(zhǎng)度為：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2R；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，L0.,導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，公式中L指有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)線在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度.,圖9,(3)圖丙中的有效切割長(zhǎng)度為：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，L 沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，LR.,圖9,達(dá)標(biāo)檢測(cè),3,1.穿過一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則 A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 V B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2 V C.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2 V D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)勢(shì)小于2 V,1,2,3,4,答案,解析,2. 如圖10所示，空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E，將此棒彎成兩段長(zhǎng)度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E.則 等于,1,2,3,4,圖10,答案,解析,1,2,3,4,設(shè)折彎前金屬棒切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，EBLv；,3.如圖11所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將 A.越來越大 B.越來越小 C.保持不變 D.無(wú)法確定,答案,解析,1,2,3,4,圖11,金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度不變，且水平