44法拉第電磁感應定律 課件精編版

1、選修選修3-2 3-2 溫故知新溫故知新 1在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應電流的條件在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應電流的條件是什么？是什么？ 2在恒定電流中學過，電路中存在持續(xù)電流在恒定電流中學過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？的條件是什么？ 3.3.試從本質上比較甲、乙兩電路的異同試從本質上比較甲、乙兩電路的異同 S 甲甲 N 乙乙 產生電動勢的那部分導體相當于電源產生電動勢的那部分導體相當于電源 既然閉合電路中既然閉合電路中有感應電流有感應電流，這，這個電路中就個電路中就一定有電動勢一定有電動勢。 一、感應電動勢一、感應電動勢 1 1、定義：、定義：在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢在電磁感應現(xiàn)象中產

2、生的電動勢叫叫感應電動勢（感應電動勢（E E）. .產生感應電動勢的那產生感應電動勢的那部分導體部分導體相當于相當于電源電源. . 2、產生條件：、產生條件：只要只要穿過電路的穿過電路的磁通量發(fā)生磁通量發(fā)生變化變化，電路中，電路中就就產生感應電動勢。產生感應電動勢。 磁通量變化是電磁感應的根本原因磁通量變化是電磁感應的根本原因; ; 產生感應電動勢是電磁感應現(xiàn)象的本質產生感應電動勢是電磁感應現(xiàn)象的本質. . 探究實驗：影響感應電動勢大小的因素探究實驗：影響感應電動勢大小的因素 實驗：實驗：將條形磁鐵如圖所示插入線圈中，電流表將條形磁鐵如圖所示插入線圈中，電流表指針發(fā)生偏轉。指針發(fā)生偏轉。 問題

3、問題1、電流表指針偏轉原、電流表指針偏轉原因是什么？電流表指針偏因是什么？電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系？小有什么關系？ 問題問題2：將條形磁鐵從同：將條形磁鐵從同一高度，插入線圈中，快一高度，插入線圈中，快插入和慢插入由什么相同插入和慢插入由什么相同和不同？和不同？ 從條件上看從條件上看 相同相同 磁通量的變化相同磁通量的變化相同 從結果上看從結果上看 都產生了都產生了E(I) 不同不同 磁通量變化的快慢不同磁通量變化的快慢不同 產生的產生的E(I)大小不等大小不等 小結：小結：感應電動勢的大小可能與磁通量變化的快感應電動勢的大小可能與磁通量變化的快慢有

4、關，磁通量變化得快，感應電動勢就大慢有關，磁通量變化得快，感應電動勢就大. 說明：說明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率磁通量的變化快慢用磁通量的變化率 ?來描述，即可表示為來描述，即可表示為 ? t實驗檢驗：實驗檢驗： 實驗結論實驗結論 ?越大，感應電流越大，感應電流I I越大，感應電動勢越大，感應電動勢E E越大。越大。 ?t 進一步猜想進一步猜想：感應電動勢的大小很可能與磁通感應電動勢的大小很可能與磁通量的變化率有關，并且成正比。量的變化率有關，并且成正比。 二、法拉第電磁感應定律二、法拉第電磁感應定律 定律內容 ?E?t?E?k?t?E?n?t電路中感應電動勢的大電路中感應電動勢的大小

5、，跟穿過這一電路的小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比磁通量的變化率成正比 取適當單位取適當單位則則k=1 線圈由線圈由1匝匝 n 1、理解、理解:、/t的意義的意義 穿過回路的磁通穿過回路的磁通產生產生感應電動感應電動磁通量變化磁通量變化 量量變化了多少變化了多少 勢的勢的條件條件 磁通量變化率磁通量變化率 穿過回路的穿過回路的磁通磁通決定決定感應電動感應電動量量變化的快慢變化的快慢 /t/t 勢的勢的大小大小 弄清：弄清：1 1、磁通量大，電動勢一定大嗎？、磁通量大，電動勢一定大嗎？ 磁通量磁通量 與電磁感應關系與電磁感應關系 穿過回路的磁感穿過回路的磁感無直接關系無直接關系 線的條數(shù)

6、多少線的條數(shù)多少 物理意義物理意義 2、磁通量變化大，電動勢一定大嗎？、磁通量變化大，電動勢一定大嗎？ ? 2 2、用公式用公式 E? 求求E E的二種常見情況：的二種常見情況： n?ta.a.磁感應強度磁感應強度B B不變不變, ,垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S發(fā)發(fā)生變化。此時：生變化。此時： B?S（動生電動勢） E?nb.b.垂直于磁場的回路面積垂直于磁場的回路面積S S不變不變, ,磁感應強度磁感應強度B B發(fā)發(fā)生變化。此時：生變化。此時： ?tS?B（感生電動勢） E?n?t課堂練習課堂練習 1 1、有一個、有一個5050匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變匝的線圈，如果

7、穿過它的磁通量的變化率為化率為0.5Wb/s0.5Wb/s，求感應電動勢。，求感應電動勢。 2 2、一個、一個100100匝的線圈，在匝的線圈，在0.5s0.5s內穿過它的磁通量從內穿過它的磁通量從0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.07Wb0.07Wb。求線圈中的感應電動勢。求線圈中的感應電動勢。 3 3、一個匝數(shù)為、一個匝數(shù)為100100、面積為、面積為10cm210cm2的線圈垂直磁場放置的線圈垂直磁場放置 , , 在在0.5s0.5s內穿過它的磁場從內穿過它的磁場從2T2T增加到增加到9T9T。求線圈中的感。求線圈中的感應電動勢。應電動勢。 鞏固練習鞏固練習 ? 例例4 4、匝數(shù)為

8、、匝數(shù)為n n200200的線圈回路總電阻的線圈回路總電阻R R5050，整，整個個 線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通 量量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應 電流的大小。電流的大小。 ?0 .15?0 .10?t?0 .1V?0 .5 V?E?n?100 V?tE?I? 2AR? 0.10.1，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂 直環(huán)面向里，則在直環(huán)面向里，則在 t t1 1t t2 2時間內通過金屬環(huán)某一截時間內通過金屬環(huán)某一截 ?E?面的電

9、荷量為多少？面的電荷量為多少？ E?2 2例例5 5、有一面積為、有一面積為S S100cm100cm 的金屬環(huán)，電阻為的金屬環(huán)，電阻為R R?tI?R?t?R?q?I?t?R?S?B?0 .001W b?q?0 .01 CR三、導體切割磁感線時的感應電動勢三、導體切割磁感線時的感應電動勢 a a a a 導體導體abab處于勻強磁場中，磁感應強處于勻強磁場中，磁感應強 v v 度是度是B B，長為，長為L L的導體棒的導體棒abab以速度以速度v v勻速勻速G G 切割磁感線，求產生的感應電動勢切割磁感線，求產生的感應電動勢 b b b b 分析：回路在時間分析：回路在時間 t t內增大的面

10、積為：內增大的面積為： S=LvS=Lv t t 穿過回路的磁通量的變化為：穿過回路的磁通量的變化為： =BLv=BLv t t =B=B S S ? ?產生的感應電動勢為：產生的感應電動勢為： E? ? ?tBLv? ?t? ? ?tV V是相對于磁場的速度是相對于磁場的速度 平均值或瞬時值平均值或瞬時值 ?E?BLvL L應為有效長度應為有效長度 若導體運動方向跟磁感應強度方向有夾角若導體運動方向跟磁感應強度方向有夾角(導體斜切磁感線導體斜切磁感線) B B V2 V2 v v V1 V1 E?BLv1?BLv sin?為為v與與B夾角夾角 四、對比兩個公式四、對比兩個公式 求平均感應電動

11、勢求平均感應電動勢 ?E?n?tt近于近于0時，時，E為瞬時感應電動勢為瞬時感應電動勢 求平均感應電動勢求平均感應電動勢,v是平均速度是平均速度 E?BLv?sin?求瞬時感應電動勢，求瞬時感應電動勢，v是瞬時速度是瞬時速度 四、反電動勢四、反電動勢 思考與討論思考與討論 如果所示，通電線圈在磁場中受力轉動，線圈中如果所示，通電線圈在磁場中受力轉動，線圈中就會產生感應電動勢。感應電動勢加強了電源產生就會產生感應電動勢。感應電動勢加強了電源產生的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉動，還的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉動，還是阻礙了線圈的轉動？是阻礙了線圈的轉動？ S E F 電機轉動電機轉動 N 課堂小結課堂小結 1、法拉第電磁感應定律：電路中感應電動勢的大小，跟穿、法拉第電