2.2 法拉第电磁感应定律 课件（20张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.2 法拉第电磁感应定律 课件（20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 361.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-10-12 05:58:29 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第四节
《法拉第电磁感应定律》
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.
一、感应电动势
2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。
3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流.
4、等效电源（产生感应电动势的那部分导体相当于电源）
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
磁体相对线圈运动的速度越大，产生的感应电流越大
导体棒切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大
二、法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
1.内容:
注意：
（1）公式中Δφ=|φ2-φ1|，其中φ1、φ2有正负
2.公式:
（2）ΔΦ/Δt常表示平均变化率，即平均电动势
物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
穿过回路的磁感线的条数多少
无直接关系
磁通量变化△Ф
穿过回路的磁通量变化了多少
产生感应电动势的条件
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
穿过回路的磁通量变化的快慢
决定感应电动势的大小
（3）Φ、△Φ、ΔΦ/Δt无决定关系
2.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：
1.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：
用公式 求E的二种常见情况：
（感生电动势）
（动生电动势）
a
b
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
回路在时间t内增大的面积为：
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（V是相对于磁场的速度）
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势
1.如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。试求：
(1)两次线圈中的平均感应电动势之比
(2)两次线圈中 电流之比
(3)两次通过线圈
电荷量之比
(4)两次在R中产生
热量之比
2.如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.
(1)ab中的电流多大 ab两点间的电压多大
(2)维持ab做匀速运动的外力多大
(3)ab向右运动1m的过程中, 外力做的功是多少 电路中产生的热量是多少
R
B
r
P
M
N
a
Q
b
v
WF=0.1J
I=0.5A
F=0.1N
Q=0.1J
U=1.5V
(4)ab向右运动1m的过程中，通过回路某一截面的电量为？
q=0.05 C
一般表示平均感应电动势 一般表示瞬时感应电动势
求出的是整个回路的感应电动势； 求出的是某部分导体的电动势。
回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。
区别和联系
二、导体切割磁感线时的感应电动势
推论：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。
ω
A
O
A'
二、导体切割磁感线时的感应电动势
问题1：在P16图4.4-3中,
电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样
AB边、CD边受力方向怎样
线圈的运动方向怎样
直流电动机的原理: 通电导线在磁场中 受安培力而运动.
问题2：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗 方向怎样
问题3：感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流 是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动
三、反电动势
1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势.
2、作用：阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.
问题4：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况 这时应采取什么措施
四、反电动势
3、应用：电动机停止转动, 就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.
1、关于电磁感应，下述说法中正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零
C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大
D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
D
注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
2、如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体ab上的感应电动势的大小
(2)回路上感应电流的大小
E=BLv=0.80V
3、如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？
4、如图，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直，经过t时间转过1200角，求：
（1）线框内感应电动
势在时间t内的平均值.
（2）转过1200角时感
应电动势的瞬时值.
3Ba2/(2t)
第四节
《法拉第电磁感应定律》
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.
一、感应电动势
2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。
3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流.
4、等效电源（产生感应电动势的那部分导体相当于电源）
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
磁体相对线圈运动的速度越大，产生的感应电流越大
导体棒切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大
二、法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
1.内容:
注意：
（1）公式中Δφ=|φ2-φ1|，其中φ1、φ2有正负
2.公式:
（2）ΔΦ/Δt常表示平均变化率，即平均电动势
物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
穿过回路的磁感线的条数多少
无直接关系
磁通量变化△Ф
穿过回路的磁通量变化了多少
产生感应电动势的条件
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
穿过回路的磁通量变化的快慢
决定感应电动势的大小
（3）Φ、△Φ、ΔΦ/Δt无决定关系
2.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：
1.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：
用公式 求E的二种常见情况：
（感生电动势）
（动生电动势）
a
b
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
回路在时间t内增大的面积为：
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（V是相对于磁场的速度）
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势
1.如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。试求：
(1)两次线圈中的平均感应电动势之比
(2)两次线圈中 电流之比
(3)两次通过线圈
电荷量之比
(4)两次在R中产生
热量之比
2.如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.
(1)ab中的电流多大 ab两点间的电压多大
(2)维持ab做匀速运动的外力多大
(3)ab向右运动1m的过程中, 外力做的功是多少 电路中产生的热量是多少
R
B
r
P
M
N
a
Q
b
v
WF=0.1J
I=0.5A
F=0.1N
Q=0.1J
U=1.5V
(4)ab向右运动1m的过程中，通过回路某一截面的电量为？
q=0.05 C
一般表示平均感应电动势 一般表示瞬时感应电动势
求出的是整个回路的感应电动势； 求出的是某部分导体的电动势。
回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。
区别和联系
二、导体切割磁感线时的感应电动势
推论：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。
ω
A
O
A'
二、导体切割磁感线时的感应电动势
问题1：在P16图4.4-3中,
电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样
AB边、CD边受力方向怎样
线圈的运动方向怎样
直流电动机的原理: 通电导线在磁场中 受安培力而运动.
问题2：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗 方向怎样
问题3：感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流 是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动
三、反电动势
1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势.
2、作用：阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.
问题4：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况 这时应采取什么措施
四、反电动势
3、应用：电动机停止转动, 就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.
1、关于电磁感应，下述说法中正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零
C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大
D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
D
注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
2、如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体ab上的感应电动势的大小
(2)回路上感应电流的大小
E=BLv=0.80V
3、如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？
4、如图，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直，经过t时间转过1200角，求：
（1）线框内感应电动
势在时间t内的平均值.
（2）转过1200角时感
应电动势的瞬时值.
3Ba2/(2t)