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1、4.4 4.4 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律復(fù)習(xí)提問(wèn)復(fù)習(xí)提問(wèn) 1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么? (1).閉合回路閉合回路(2).磁通量發(fā)生變化磁通量發(fā)生變化2、恒定電流中,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?恒定電流中,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么? (1).電路閉合電路閉合(2).電源提供電動(dòng)勢(shì)電源提供電動(dòng)勢(shì)3、在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下,用什么方法可以判定感在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下,用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向?應(yīng)電流的方向? 由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向 新課提問(wèn)問(wèn)題問(wèn)題1:既
2、然會(huì)判定感應(yīng)電流的方向,那么,怎樣確定感應(yīng)電流:既然會(huì)判定感應(yīng)電流的方向,那么,怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢?的強(qiáng)弱呢? 既然有感應(yīng)電流,那么就一定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只要能確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流了 問(wèn)題問(wèn)題2:如圖所示,在螺線管中插入一個(gè)條形磁鐵,問(wèn):如圖所示,在螺線管中插入一個(gè)條形磁鐵,問(wèn) 、在條形磁鐵向下插入螺線管的過(guò)程中、在條形磁鐵向下插入螺線管的過(guò)程中, 電路中是否都有電流電路中是否都有電流? 為什么為什么? 、有感應(yīng)電流、有感應(yīng)電流,是誰(shuí)充當(dāng)電源是誰(shuí)充當(dāng)電源? 、若圖中電路是斷開(kāi)的,有無(wú)感應(yīng)電流電流?有無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?、若圖中電路是斷開(kāi)的,有無(wú)感應(yīng)電流電流?有無(wú)感
3、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?有,因磁通量有變化 由恒定電流中學(xué)習(xí)可知,對(duì)比可知左圖中的虛線框部分相當(dāng)于電源。 電路斷開(kāi),肯定無(wú)電流,但有電動(dòng)勢(shì)。 bG E r R a b v L S N G v a b a b R E r a b G E r 1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是形成感應(yīng)電流的必要條件,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是形成感應(yīng)電流的必要條件,有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定存在感應(yīng)電流(要有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定存在感應(yīng)電流(要看電路是否閉合),有感應(yīng)電流
4、一定存看電路是否閉合),有感應(yīng)電流一定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)思考與討論 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)?感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)?一、探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的影響因素(1)探究目的:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小跟什么因素有關(guān)?(學(xué)生猜測(cè))(2)探究要求: 、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管,記錄表針的最大擺幅。 、迅速和緩慢移動(dòng)導(dǎo)體棒,記錄表針的最大擺幅。 、迅速和緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,迅速和緩慢的插入拔出螺線管, 分別記錄表針的最大擺幅;(3)、探究問(wèn)題: 問(wèn)題1、在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么? 問(wèn)題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系? 問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中,快速和慢速效果有
5、什么相同和不同? 變化變化產(chǎn)生產(chǎn)生E E產(chǎn)生產(chǎn)生I I 知:知:由由rREI 總電阻一定時(shí),總電阻一定時(shí),E E越大越大,I I越大,越大,指針偏轉(zhuǎn)越大指針偏轉(zhuǎn)越大。 變化的快慢不同變化的快慢不同 都發(fā)生了變化都發(fā)生了變化問(wèn)題問(wèn)題1 1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?是什么?問(wèn)題問(wèn)題2 2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng):電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?勢(shì)的大小有什么關(guān)系?實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析:問(wèn)題問(wèn)題3 3:該實(shí)驗(yàn)中,將條形磁鐵從同一高度插入線圈中,:該實(shí)驗(yàn)中,將條形磁鐵從同一高度插入線圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同?快插入和慢插入有什么相
6、同和不同? 從條件上看從條件上看從結(jié)果上看從結(jié)果上看相同相同不同不同都產(chǎn)生了都產(chǎn)生了I I產(chǎn)生的產(chǎn)生的I I大小不等大小不等當(dāng)磁通量變化相同時(shí)當(dāng)磁通量變化相同時(shí),所用時(shí)間越短所用時(shí)間越短,感應(yīng)電感應(yīng)電流就越大流就越大,表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化和所用時(shí)間都感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化和所用時(shí)間都有關(guān),即與磁通量的變化率有關(guān)有關(guān),即與磁通量的變化率有關(guān).分析與論證分析與論證結(jié)論結(jié)論磁通量的變化率磁通量的變化率t t區(qū)別區(qū)別:磁通量磁通量、磁通量變化磁通量變化、t 磁通量:磁通量: 表示穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)表示穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)磁通量變化:磁通量
7、變化:=21磁通量變化率:磁通量變化率:磁通量的變化率磁通量的變化率t t 1 1、內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這、內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率一電路的磁通量變化率/ / t t成正比成正比二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律:2 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式、數(shù)學(xué)表達(dá)式(國(guó)際單位時(shí))(國(guó)際單位時(shí)) 若有若有n n匝線圈,則相當(dāng)于有匝線圈,則相當(dāng)于有n n個(gè)電源串個(gè)電源串聯(lián),總電動(dòng)勢(shì)為:聯(lián),總電動(dòng)勢(shì)為:Ent注意:公式中注意:公式中應(yīng)取絕對(duì)值應(yīng)取絕對(duì)值, ,不涉及正負(fù)不涉及正負(fù). .tEtEbWs=V三、導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算三、導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)
8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算 例題例題1:如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體abab處于勻強(qiáng)磁處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌寬為,磁感應(yīng)強(qiáng)度是場(chǎng)中,導(dǎo)軌寬為,磁感應(yīng)強(qiáng)度是B B,abab以速度以速度v v勻速勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). .解:回路在時(shí)間解:回路在時(shí)間tt內(nèi)增大內(nèi)增大的面積為:的面積為: S=LvtS=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:穿過(guò)回路的磁通量的變化穿過(guò)回路的磁通量的變化為:為:=BS=BStE =BLvt=BLvtttBLv BLv (V V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度)是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度)abE=BLV (B,L,V兩兩垂直兩兩垂直
9、) Gabvomv vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若導(dǎo)體斜切磁感線若導(dǎo)體斜切磁感線 sinBLvBLvE1(為為v v與與B B夾角)夾角) (若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直,但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角)(若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直,但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角)說(shuō)明:說(shuō)明:1 1、導(dǎo)線的長(zhǎng)度、導(dǎo)線的長(zhǎng)度L L應(yīng)為有效長(zhǎng)度應(yīng)為有效長(zhǎng)度2 2、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=0E=03 3、速度、速度V V為平均值(瞬時(shí)值),為平均值(瞬時(shí)值),E E就為平均就為平均值(瞬時(shí)值)值(瞬時(shí)值)P=w/t一般表達(dá)式一般表達(dá)式 對(duì)應(yīng)一段
10、時(shí)間對(duì)應(yīng)一段時(shí)間求平均值求平均值E=/t一般表達(dá)式一般表達(dá)式 對(duì)應(yīng)一段時(shí)間對(duì)應(yīng)一段時(shí)間求平均值求平均值P=FV導(dǎo)出式導(dǎo)出式對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)平均速度對(duì)應(yīng)平均速度求瞬時(shí)值求瞬時(shí)值求平均值求平均值E=BLV導(dǎo)出式導(dǎo)出式對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)平均速度對(duì)應(yīng)平均速度求瞬時(shí)值求瞬時(shí)值求平均值求平均值公式的比較公式的比較例題例題1.1.下列說(shuō)法正確的是(下列說(shuō)法正確的是( ) A.線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 一定越大一定越大 B.線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一 定越大定越大
11、 C.線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)一定越大勢(shì)一定越大 D.線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)越大勢(shì)越大D例題例題2.2. 一個(gè)匝數(shù)為一個(gè)匝數(shù)為100100、面積為、面積為10 cm10 cm2 2的的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5 s0.5 s內(nèi)穿過(guò)它的內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從磁場(chǎng)從1 T1 T增加到增加到9 T9 T。求線圈中的感應(yīng)電。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。動(dòng)勢(shì)。 解:由電磁感應(yīng)定律可得解:由電磁感應(yīng)定律可得E=nE=n/ /t t 由由 聯(lián)立可得聯(lián)立可得E=n E=n / /t t 代入數(shù)值可得代入數(shù)值可得小結(jié):小結(jié):1.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小: Ent E = B L V 練習(xí)、在磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)練習(xí)、在磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中,垂直磁場(chǎng)放置一個(gè)面積為中,垂直磁場(chǎng)放置一個(gè)面積為0.1 m0.1 m2 2的圓的
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