人教版2法拉第電磁感應(yīng)定律(29張)

選修3-24.4法拉第電磁感應(yīng)定律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．恒定電流中，電路存在持續(xù)電流的條件是什么？溫故知新（1）閉合回路（2）穿過的磁通量發(fā)生變化（1）電路閉合（2）電路中有電源提供電動勢3、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？

由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向

產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路中必有某部分相當于電源有電流的電路中必存在電動勢感應(yīng)電動勢電源外：正極→負極電源內(nèi)：負極→正極電流方向練習(xí).如圖所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下．在將磁鐵的S極抽出線圈的過程中判斷通過電阻的電流方向？此電路中的哪部分相當于電源？其正負極是什么？B0ФB感NS+－電源PQP端電勢高于Q端電勢NSAB練習(xí)：右圖中AB為閉合電路的一部分導(dǎo)體，當其向左作切割磁感線運動時，AB棒中的電流方向？及其正負極與電勢的高低情況如何？vABvBOP練習(xí)：下圖中AB、OP為閉合電路的一部分導(dǎo)體，當其沿圖示繞一端作切割磁感線運動時，棒中的電流方向？及其正負極與電勢的高低情況如何？電磁感應(yīng)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電路中必存在電動勢——感應(yīng)電動勢GP線圈L1線圈L2滑動變阻器滑片P向左滑動中：線圈2中產(chǎn)生感應(yīng)電流方向？線圈2的正負極？線圈1中感應(yīng)電流方向？B0B感感應(yīng)電流IB0B感感應(yīng)電流I-+I電源1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢（E）.一、感應(yīng)電動勢3、感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件：只要穿過電路（空間區(qū)域）的磁通量發(fā)生變化2.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當于電源，其中的電流即為電源內(nèi)部電流，將從電源負極流向正極幾點說明：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電場）磁通量發(fā)生變化（3）電磁感應(yīng)的產(chǎn)生與空間是否存在電路、電路是否閉合均無關(guān)，只要穿過電路（區(qū)域）的磁通量發(fā)生變化，電路（區(qū)域）中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電場；閉合電路、磁通量發(fā)生了變化(1)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是：(2)

產(chǎn)生電磁感應(yīng)的根本原因是：（4）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：探究實驗：影響感應(yīng)電動勢大小的因素實驗：觀看動畫5.2——條形磁鐵穿插螺線管探究目的：感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)？探究要求：①、實驗二：將條形磁鐵迅速和緩慢的從同一初位置進入（拔出）到同一末位置，記錄表針的最大擺幅。

②實驗一：迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒記錄表針的最大擺幅。③實驗三：迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片，迅速和緩慢的插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅；從條件上看從結(jié)果上看相同不同都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等初、末磁通量相同，故磁通量的變化相同；慢操作用時間長，指針偏角小，電流小，故感應(yīng)電動勢??；且?Ф/?t小初、末磁通量相同磁通量的變化?Ф相同操作快慢不同即所用時間不同小結(jié)：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化的快慢有關(guān)，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢就越大.磁通量變化的快慢?Ф/?t不同

操作越快E、I即越大5.1－3——條形磁鐵穿插螺線管Φ變化產(chǎn)生了E產(chǎn)生了I總電阻一定時，E越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。問題3：該實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快速插入和慢速插入有什么相同和不同？探究問題：實驗分析: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)電動勢的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢就越大.問題1：在實驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？Er二、法拉第電磁感應(yīng)定律定律內(nèi)容取適當單位則k=1線圈有n匝等效于n個串聯(lián)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(或變化快慢）成正比注意：公式中Δφ應(yīng)取絕對值,不涉及正負.人們進一步經(jīng)過大量實驗及數(shù)據(jù)分析得出：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比。說明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率來描述，即可表示為注：感應(yīng)電路中電流滿足閉合電路歐姆定律注：表整個電路的總平均電動勢×

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×VabNAR問題1：在閉合電路中，在電源內(nèi)部電流從_____極流向極____極；在電源外部電流從_____極流向____極問題2：在下列兩種情況中，那一部分相當于電源？你能判斷出它們的正負嗎？畫出等效電路圖。電源正負極的判斷R負正正負此環(huán)內(nèi)的電流為電源內(nèi)部電流，從電源負極流向正極+—

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過回路或面積的磁感線的條數(shù)與E、I無因果關(guān)系磁通量變化△Ф＝｜φ2－φ1｜穿過回路的磁通量變化了多少磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量變化的快慢決定感應(yīng)電動勢的大小1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義弄清：1、磁通量大，電動勢一定大嗎？

2、磁通量變化大，電動勢一定大嗎？產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件2、感應(yīng)電路中電量的計算式但與E、I大小無因果關(guān)系1、有一個50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動勢。2、一個100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.07Wb。求線圈中的感應(yīng)電動勢。3、一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從2T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。課堂練習(xí)例1、匝數(shù)為n＝200的線圈回路總電阻R＝50Ω，整個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過，磁通量Φ隨時間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng)電流的大小例2、有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，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t1－t2時間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？環(huán)中的電流方向如何？×

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××Gabv三、導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢大小長為L的導(dǎo)體棒ab處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，在棒ab以速度v勻速切割磁感線過程中，求其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分析：回路在時間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=L·v·Δt產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=B·ΔS=B·L·vΔtV是導(dǎo)體相對于磁場的速度平均值或瞬時值L應(yīng)為有效切割長度條件：B、L、V兩兩垂直ABv電路中某部分產(chǎn)生的電動勢θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線說明：1、導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效切割長度2、B、L、v任意兩個平行時，感應(yīng)電動勢E=03、速度V為平均值（瞬時值），E就為平均值（瞬時值）求全電路的平均感應(yīng)電動勢△t近于0時，E為瞬時感應(yīng)電動勢v是平均速度則求平均感應(yīng)電動勢v是瞬時速度則求瞬時感應(yīng)電動勢vLθ為v與B正向夾角vabcdL注：右圖中ab、cd邊均切割磁感線并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但整個回路的總電動勢卻恒為0；故回路中感應(yīng)電動勢為零時，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零。電路某部分產(chǎn)生的電動勢思考與討論四、反電動勢[問題1]

電動機線圈的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢是加強了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動？電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢削弱了電源的電流，這個電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。這樣線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。[問題2]

如果電動機因機械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動，會發(fā)生什么情況？這時應(yīng)采取什么措施？SN電動機停止轉(zhuǎn)動，這時就沒有了反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會很大，電動機可能會燒毀;這時應(yīng)立即切斷電源，進行檢查。正因為反電動勢的存在，所以對電動機工作的電路歐姆定律不成立.安培力方向及線圈轉(zhuǎn)動方向V此電動勢削弱電路中原來的電流.

故稱之為反電動勢GP線圈L1線圈L2滑動變阻器滑片P向左滑動中：線圈1中感應(yīng)電流方向？及其感應(yīng)電動勢的正負？B0B感感應(yīng)電流II電源-+線圈L1上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將削弱電路中原來的電流即其為反電動勢例3：一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。解：由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①ΔΦ＝ΔＢ×Ｓ②由①②聯(lián)立可得E=nΔＢ×Ｓ/Δt代如數(shù)值可得Ｅ＝１.６Ｖ練習(xí)１、在磁感應(yīng)強度隨時間變化的磁場中，垂直磁場放置一個面積為0.1m2的圓環(huán)。在0.2s內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度由0增大到0.3特，求圓環(huán)中的平均感應(yīng)電動勢。解：已知Δt＝0.2sｎ＝１原磁通量Φ１=B1S=0現(xiàn)磁通量Φ２=B2S=0.03ＷｂΔΦ＝Φ２－Φ１＝0.03Ｗｂ由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt代如數(shù)值可得Ｅ＝0.15Ｖ2、如圖，半徑為r的n匝金屬環(huán)繞通過某直徑的軸00‘以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時,則（1）在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過900角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動勢的平均值是多大?若開始計時時環(huán)的OPO/向內(nèi)轉(zhuǎn)動，則此過程中環(huán)中的電流方向如何？00'BP(2)線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動勢(3)從線圈與磁場垂直時開始計時，求轉(zhuǎn)過1/2周的過程中線圈產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢？若每匝線圈的電阻為R，則此過程中通過線圈截面和電荷量是多少？3、在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一匝數(shù)為n的矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過1/4周的過程中的平均感應(yīng)電動勢B00'aωdcb(2)線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動勢(3)轉(zhuǎn)過1/4周時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢(4)轉(zhuǎn)過1/2周時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢Φ/10-2Wbt/sABD0120.14、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：()A、線圈中0時刻感應(yīng)電動勢最大B、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C、線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D、線圈中0到D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4VABD斜率表示Φ的變化率6、如圖，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運動，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。abθvE=BLVsinθ5、如圖,長為L的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,磁場的磁感應(yīng)強度為B,求桿OA兩端的電勢差.ωAOA'8、如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計,在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導(dǎo)體棒長ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運動.(1)ab中的電流多大?ab兩點間的電壓多大?(2)維持ab做勻速運動的外力多大?(3)ab向右運動1m的過程中,外力做的功是多少?電路中產(chǎn)生的熱量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V10、如圖,一個水平放置的導(dǎo)體框架,寬度L=1.50m,接有電阻R=0.20Ω,設(shè)勻強磁場和框架平面垂直,磁感應(yīng)強度B=0.40T,方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導(dǎo)體ab電阻均不計,當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小E=BLv=0.80V9、關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法中正確的是（)A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大注意:感應(yīng)電動勢E與Φ、△Φ、△Φ/△t的關(guān)系小結(jié)：①由于導(dǎo)體運動過程中感應(yīng)電動勢不變，瞬時值等于平均值，所以也可用下式求E.②如果這時跨接在電阻兩端有一個電壓表，測得的就是外電路上的電壓，即11、如圖,有一勻強磁場B=1.0×10-3T，在垂直磁場的平面內(nèi),有一金屬棒AO,繞平行于磁場的O軸順時針轉(zhuǎn)動,已知棒長L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有多大？也可用進行計算,因為從O→A,各點的線速度是均勻變化的,