物理選修人教新課標法拉第電磁感應定律精品課件

1、121理解感應電動勢的概念。理解感應電動勢的概念。2理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容，并能理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容，并能夠夠 運用法拉第電磁感應定律定量計算感應運用法拉第電磁感應定律定量計算感應電電 動勢的大小。動勢的大小。3能夠運用能夠運用EBlv或或EBlvsin 計算導體計算導體 切割磁感線時的感應電動勢。切割磁感線時的感應電動勢。4會用楞次定律或右手定則判斷感應電動會用楞次定律或右手定則判斷感應電動勢勢 的方向。的方向。 34讀教材讀教材填要點填要點 1感應電動勢感應電動勢 (1)定義：在定義：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢?，F(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。 (2)感應電動勢與感應電流的關(guān)系：感應電動勢與

2、感應電流的關(guān)系： 產(chǎn)生感應電動勢的部分相當于產(chǎn)生感應電動勢的部分相當于 ，閉合導體回，閉合導體回路中有感應電動勢就有感應電流，若導體回路不閉合，路中有感應電動勢就有感應電流，若導體回路不閉合，則沒有則沒有 ，但仍有，但仍有 。電磁感應電磁感應電源電源感應電流感應電流感應電動勢感應電動勢5磁通量的變化率磁通量的變化率韋伯韋伯伏特伏特6 3導線切割磁感線時的感應電動勢導線切割磁感線時的感應電動勢 (1)導線垂直于磁場運動，導線垂直于磁場運動，B、l、v兩兩垂直時，如兩兩垂直時，如圖圖441所示，所示，E 。 圖圖441圖圖442 (2)導線的運動方向與導線本身垂直，但與磁感線導線的運動方向與導線本

3、身垂直，但與磁感線方向夾角為方向夾角為時，如圖時，如圖442所示，所示，E 。BlvBlvsin 7 4反電動勢反電動勢 (1)定義：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生感應電動定義：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生感應電動勢，這個感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們稱勢，這個感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們稱它為反電動勢。它為反電動勢。 (2)作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。 (3)能量轉(zhuǎn)化：反電動勢阻礙轉(zhuǎn)動的過程即為電路中電能量轉(zhuǎn)化：反電動勢阻礙轉(zhuǎn)動的過程即為電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。8 關(guān)鍵一點關(guān)鍵一點反電動勢是電動機轉(zhuǎn)動時線圈切割磁反電動勢

4、是電動機轉(zhuǎn)動時線圈切割磁感線運動時產(chǎn)生的，電動機工作時，因有反電動勢存在，感線運動時產(chǎn)生的，電動機工作時，因有反電動勢存在，所以歐姆定律不能直接使用。所以歐姆定律不能直接使用。9試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1. 下列幾種說法正確的是下列幾種說法正確的是 ()A線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢勢 一定越大一定越大B線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢一線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢一定定 越大越大C線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應電線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應電動動 勢一定越大勢一定越大D線圈中磁通量變化越快，

5、線圈中產(chǎn)生的感應電動線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢勢 一定越大一定越大10解析：解析：依據(jù)法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁依據(jù)法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量無關(guān)、與磁通量的變化量無關(guān)，與線圈匝數(shù)和磁通通量無關(guān)、與磁通量的變化量無關(guān)，與線圈匝數(shù)和磁通量的變化率成正比。因此，選項量的變化率成正比。因此，選項A、B都是錯誤的。磁都是錯誤的。磁場的強弱與感應電動勢也無關(guān)，所以，選項場的強弱與感應電動勢也無關(guān)，所以，選項C也是不對也是不對的。線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化的。線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化率越大，率越大， 依據(jù)法拉第電磁感應定律

6、可知，感應電動勢與依據(jù)法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產(chǎn)生的感應磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產(chǎn)生的感應電動勢越大，故選項電動勢越大，故選項D是正確的。是正確的。答案：答案： D112穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒均勻地減穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒均勻地減少少2 Wb，則，則 ()A線圈中感應電動勢每秒增加線圈中感應電動勢每秒增加2 VB線圈中感應電動勢每秒減小線圈中感應電動勢每秒減小2 VC線圈中無感應電動勢線圈中無感應電動勢D線圈中感應電動勢大小不變線圈中感應電動勢大小不變12解析：解析：因線圈的磁通量均勻變化，所以磁通量的

7、變化因線圈的磁通量均勻變化，所以磁通量的變化率率/t為一定值，又因為是單匝線圈，據(jù)為一定值，又因為是單匝線圈，據(jù)E/t可知選項可知選項D正確。正確。答案：答案： D133試寫出如圖試寫出如圖443所示的各種情況下，導線中所產(chǎn)所示的各種情況下，導線中所產(chǎn)生的感應電動勢的表達式生的感應電動勢的表達式(導線長均為導線長均為l，速度為，速度為v，磁感應強度為磁感應強度為B，圖丙中導體垂直紙面，圖丙中導體垂直紙面)。圖圖44314解析：解析：圖甲中導線的速度與圖甲中導線的速度與B在同一平面內(nèi)，故圖甲中感應在同一平面內(nèi)，故圖甲中感應電動勢電動勢E10。圖乙中磁感應強度圖乙中磁感應強度B、導線、導線l、導線

8、的速度、導線的速度v相互垂直，故相互垂直，故E2Blv。圖丙中導線與圖丙中導線與B平行，導線運動時不切割磁感線，故平行，導線運動時不切割磁感線，故E30。答案：答案：甲：甲：E10乙：乙：E2Blv丙：丙：E301516答案：答案：81028171819物理量物理量單位單位物理意義物理意義計算公式計算公式磁通量磁通量Wb表示某時刻或某位置時表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少條數(shù)的多少BS，S表表示示S在與在與B垂直方垂直方向上的投影向上的投影磁通量磁通量的變化的變化量量Wb表示在某一過程中穿過表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化某一面積的磁通量變化的多少

9、的多少21BS或或SB202122 1一個一個200匝、面積為匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應強度在角，若磁感應強度在0.05 s內(nèi)由內(nèi)由0.1 T增加到增加到0.5 T，在此過程中磁通量變化了多少？，在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應電動勢的大小磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應電動勢的大小是多少伏？是多少伏？2324答案答案4104 Wb8103 Wb/s1.6 V2526 1對公式對公式EBlvsin 的理解的理解 (1)該公式可看成法拉第電磁感應定律的一個推論，通該

10、公式可看成法拉第電磁感應定律的一個推論，通常用來求導線運動速度為常用來求導線運動速度為v時的瞬時電動勢，隨著時的瞬時電動勢，隨著v的變化，的變化，E也相應變化；若也相應變化；若v為平均速度，則為平均速度，則E為平均感應電動勢。為平均感應電動勢。 (2)當當B、l、v三個量方向互相垂直時，三個量方向互相垂直時，90，感應，感應電動勢最大，當有任意兩個量的方向互相平行時，電動勢最大，當有任意兩個量的方向互相平行時，0，感應電動勢為零。感應電動勢為零。27 (3)式中的式中的l應理解為導線切割磁感線時的有效長度，如應理解為導線切割磁感線時的有效長度，如果導線不和磁場垂直，果導線不和磁場垂直，l應是導

11、線在磁場垂直方向投影的長應是導線在磁場垂直方向投影的長度，如果切割磁感線的導線是彎曲的，如圖度，如果切割磁感線的導線是彎曲的，如圖444所示，所示，則應取與則應取與B和和v垂直的等效直線長度，即垂直的等效直線長度，即ab的弦長。的弦長。圖圖44428 公式中的公式中的v應理解為導線和磁場間的相對速度，當導應理解為導線和磁場間的相對速度，當導線不動而磁場運動時，也有電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生。線不動而磁場運動時，也有電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生。圖圖44529303132 2(2012四川高考四川高考)半徑為半徑為a右端開小右端開小口的導體圓環(huán)和長為口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿，單位的導體直桿，單位長度電阻均為長

12、度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整。圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為磁感應強度為B。桿在圓環(huán)上以速度。桿在圓環(huán)上以速度v平行平行 圖圖446于直徑于直徑CD向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由開始，桿的位置由確定，如圖確定，如圖446所示，則所示，則 ()3334思路點撥思路點撥解答本題時應注意以下兩點：解答本題時應注意以下兩點：(1)導體圓環(huán)右端開小口對電路的影響；導體圓環(huán)右端開小口對電路的影響；(2)取不同值時桿切割磁感

13、線的有效長度。取不同值時桿切割磁感線的有效長度。3536 答案答案AD37 求解導線切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢時，首先求解導線切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢時，首先要弄清要弄清B與與l是否垂直，并正確運用公式，另外要注意是否垂直，并正確運用公式，另外要注意對切割磁感線的有效長度對切割磁感線的有效長度l的理解。的理解。383940 名師點睛名師點睛 (1)產(chǎn)生感應電動勢的導體相當于電源，感應電動產(chǎn)生感應電動勢的導體相當于電源，感應電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的導體的電阻勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的導體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。等效于電源的內(nèi)阻。 (2)求解電路中通過的電荷量，一定要用

14、平均電動求解電路中通過的電荷量，一定要用平均電動勢和平均電流計算。勢和平均電流計算。41 3如圖如圖447(a)所示，一個電阻值為所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻的電阻R1連接成閉合回路。連接成閉合回路。線圈的半徑為線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間隨時間t變變化的關(guān)系圖線如圖化的關(guān)系圖線如圖447(b)所示，圖線與橫、縱軸的截所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為距分別為t0和和B0。導線的電阻不計，求。導線的電阻不計，求0至至t1時間內(nèi)時間內(nèi)42圖圖447(1)通過電阻通過電阻R1上的電流大小及方向。上的電流大小及方向。(2)通過電阻通過電阻R1上的電量