法拉第電磁感應(yīng)定律-課件

法拉第電磁感應(yīng)定律選修3-2大連海灣高級(jí)中學(xué)物理組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？2．在恒定電流中學(xué)過(guò)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？溫故知新NS甲乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源

既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。3.試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.

一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).探究實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素實(shí)驗(yàn)：將條形磁鐵如圖所示插入線圈中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。問(wèn)題1：電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？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2：將條形磁鐵從同一高度，插入線圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？磁通量變化的快慢不同磁通量的變化相同都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等從條件上看從結(jié)果上看相同不同小結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，磁通量變化得快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大.說(shuō)明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率來(lái)描述，即可表示為條形磁鐵插入線圈中，插入快慢分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)論越大，感應(yīng)電流I越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大。

進(jìn)一步猜想：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小很可能與磁通量的變化率有關(guān)，并且成正比。二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比定律內(nèi)容取國(guó)際單位則k=1線圈由1匝n

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過(guò)回路的磁通量變化了多少磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過(guò)回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義弄清：1、磁通量大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？

2、磁通量變化大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件a.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化。此時(shí)：b.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。此時(shí)：2、用公式 求E的二種常見(jiàn)情況：（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）（感生電動(dòng)勢(shì)）1、有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.07Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從2T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。課堂練習(xí)×

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××Gabv三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab分析：回路在時(shí)間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt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為：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度平均值或瞬時(shí)值L應(yīng)為有效長(zhǎng)度V2V1θvB若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線)θ為v與B夾角注意：對(duì)公式E＝Blvsinθ的理解(1)對(duì)θ的理解當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，θ＝90°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，θ＝0°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零．(2)對(duì)l的理解(3)對(duì)v的理解對(duì)比兩個(gè)公式如果所示，通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？思考與討論四、反電動(dòng)勢(shì)E

FS

N

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)例題1：如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)＝0.50m，左端接一電阻R＝0.20Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面．導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以v＝4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求:(1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)回路中感應(yīng)電流的大??；(3)ab棒中哪端電勢(shì)高；(4)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F．例題2：如圖所示，兩端開(kāi)口半徑為r的裸導(dǎo)體圓環(huán)，右端與固定電阻相連，左端上架一長(zhǎng)度大于2r的裸導(dǎo)線MN，電路的固定電阻為R，其余電阻忽略不計(jì)，圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．如果環(huán)內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN從圓環(huán)的左端滑到右端所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，試求這一過(guò)程中電阻R上通過(guò)的電荷量．例題3：如圖甲所示的螺線管，匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2，電阻r＝1.5Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻R1＝3.5Ω，R2＝2.5Ω，向右穿過(guò)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.求：(1)螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。?2)通過(guò)螺線管的電流大小和方向；(3)螺線管兩端的電壓大小，并判斷M、P兩端的電勢(shì)高低．變式訓(xùn)練1．一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心．若僅考慮地磁場(chǎng)的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空(

)A．由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下B．由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下C．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由下向上D．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

AD變式訓(xùn)練2

如圖所示，在寬為0.5m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)有效電阻為r＝0.6Ω的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個(gè)電阻R1＝4Ω、R2＝6Ω，其他電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T．當(dāng)直導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上以v＝6m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過(guò)電阻R1和R2的電流大小．變式訓(xùn)練3.如圖甲所示，水平放置的線圈匝數(shù)n＝200匝，直徑d1＝40cm，電阻r＝2Ω，線圈與阻值R＝6Ω的電阻相連．在線圈的中心有一個(gè)直徑d2＝20cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，規(guī)定垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较颍嚽螅?1)通過(guò)電阻R的電流方向；(2)電壓表的示數(shù)；(3)若撤去原磁場(chǎng)，在圖中虛線的右側(cè)空間加磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，