人教版選修32 4.4法拉第電磁感應(yīng)定律 課件（30張）.ppt

法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小 問題1 據(jù)前面所學(xué) 電路中存在持續(xù)電流的條件是什么 問題2 什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么 1 閉合電路 2 有電源 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是 1 閉合電路 2 磁通量變化 利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象 情景探究一 在有磁鐵礦的地方 地磁場會產(chǎn)生異常 地質(zhì)工作者利用這一現(xiàn)象探礦 找礦 現(xiàn)在給你一個(gè)靈敏電流計(jì) 一個(gè)多匝大線圈 你能進(jìn)行簡單的模擬探究嗎 說明你的探究方法和原理 引導(dǎo)思考討論并總結(jié) 方法 把大線圈與靈敏電流計(jì)組合成閉合電路 使大線圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移動 若靈敏電流計(jì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn) 則表明周圍有磁鐵礦 思考 為何要快速移動才能觀察到明顯的電流計(jì)的指針的偏轉(zhuǎn) 實(shí)驗(yàn)探究一 若閉合電路中有感應(yīng)電流 電路中就一定有電動勢 演示實(shí)驗(yàn)并播放動畫畫出等效電路圖 實(shí)驗(yàn)探究二 若電路斷開時(shí) 雖然沒有感應(yīng)電流 電動勢依然存在 演示實(shí)驗(yàn)并播放動畫畫出等效電路圖 實(shí)驗(yàn)探究三 有感應(yīng)電流 有電動勢存在 演示實(shí)驗(yàn)并播放動畫畫出等效電路圖 相同點(diǎn) 兩電路都是閉合的 有電流 不同點(diǎn) 甲中有電池 電源 乙中有螺線管 相當(dāng)于電源 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源 一 感應(yīng)電動勢 1 感應(yīng)電動勢 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 2 感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流 感應(yīng)電動勢是形成感應(yīng)電流的必要條件 有感應(yīng)電動勢不一定存在感應(yīng)電流 要看電路是否閉合 有感應(yīng)電流一定存在感應(yīng)電動勢 思考與討論 感應(yīng)電動勢的大小跟哪些因素有關(guān) 探究感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化的關(guān)系 提出問題 既然閉合電路的磁通量發(fā)生改變就能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 那么感應(yīng)電動勢與磁通量的變化有關(guān)呢 猜想或假設(shè) 感應(yīng)電動勢e的大小與磁通量的變化量 有關(guān) 此外 電磁感應(yīng)現(xiàn)象只在磁場發(fā)生變化的過程中被觀察到 而在恒定的磁場中卻不能發(fā)生 那么 感應(yīng)電動勢的大小是否也與完成磁通量變化所用的時(shí)間 對猜想假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究 猜想 感應(yīng)電動勢很可能與磁通量變化的快慢有關(guān) 而磁通量變化的快慢可以用磁通量的變化率表示 實(shí)驗(yàn)1 用導(dǎo)線切割磁感線 產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中 導(dǎo)線運(yùn)動的速度越快 磁體的磁場超強(qiáng) 產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大 實(shí)驗(yàn)探究1 感應(yīng)電動勢2 實(shí)驗(yàn)2 在向線圈中插入條形磁鐵的實(shí)驗(yàn)中 磁鐵的磁場越強(qiáng) 插入的速度越快 產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大 實(shí)驗(yàn) 電磁感應(yīng)插磁鐵 實(shí)驗(yàn)探究2 感應(yīng)電動勢3 實(shí)驗(yàn)探究3 感應(yīng)電動勢1 1 當(dāng)時(shí)間相同時(shí) 磁通量變化越大 感應(yīng)電流就越大 表明感應(yīng)電動勢越大 2 當(dāng)磁通量變化相同時(shí) 所用時(shí)間越短 感應(yīng)電流就越大 表明感應(yīng)電動勢越大 感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時(shí)間都有關(guān) 分析與論證 結(jié)論 精確實(shí)驗(yàn)表明 電路中感應(yīng)電動勢的大小 跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比 這就是法拉第電磁感應(yīng)定律 得出 若閉合電路是一個(gè)n匝線圈 且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同 則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動勢為 法拉第 1791 1876 是英國著名的物理學(xué)家 化學(xué)家 他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 提出電場和磁場的概念 場的概念對近代物理的發(fā)展的重大意義 他家境貧寒 出身于鐵匠家庭 未受過系統(tǒng)的正規(guī)教育 但卻在眾多領(lǐng)域中作出驚人成就 堪稱刻苦勤奮 探索真理 不計(jì)個(gè)人名利的典范 對于青少年富有教育意義 1 磁通量的變化率 t 表示磁通量變化的快慢 1 磁通量的變化率跟磁通量 磁通量的變化不同 磁通量為零時(shí) 磁通量的變化率不一定為零 磁通量變化大不等于磁通量的變化率大 二 法拉第電磁感應(yīng)定律 2 法拉第電磁感應(yīng)定律 電路中感應(yīng)電動勢的大小 跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比 2 t是指在時(shí)間 t內(nèi)磁通量變化快慢的平均值 t 0 t表示在某瞬時(shí)磁通量變化的快慢 式中物理量都取國際單位 若線圈有n匝 則相當(dāng)于n個(gè)相同的電源串聯(lián) 所以整個(gè)線圈中的電動勢為 3 導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢 1 垂直切割時(shí) 如圖所示 導(dǎo)體由ab勻速移動到a1b1 這一過程中穿過閉合回路的磁通量變化 blv t 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 2 切割方向與磁場方向成 角時(shí) 如圖所示 將v分解為垂直b和平行b的兩個(gè)分量 其中 對切割有貢獻(xiàn) 對切割無貢獻(xiàn) 所以 導(dǎo)線切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的電動勢的大小 跟磁感強(qiáng)度b 導(dǎo)線長度l 運(yùn)動速度v以及運(yùn)動方向與磁感線方向的夾角的正弦sin 成正比 說明 公式e t e n t一般適用于求解平均電動勢的大小 而公式e blv一般適用于切割磁感線運(yùn)動導(dǎo)體的瞬時(shí)電動勢的大小 討論 產(chǎn)生感應(yīng)電流與產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件一樣嗎 導(dǎo)體在磁場中做切割線運(yùn)動或者是穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化 就一定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 例題1 長為l的金屬棒ab 繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 如圖所示 求ab兩端的電勢差 解析 ab兩