1.4法拉第电磁感应定律 课件1

课件31张PPT。1.4 法拉第电磁感应定律 1甲乙试从本质上比较甲、乙两电路的异同2电路中存在持续电流的条件：（1）闭合电路；（2）电源
(电动势,维持电压)产生感应电流的条件：
（1）闭合电路；利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象.电动势是描述电源性质的一个重要物理量.（2）磁通量变化31.知道感应电动势及决定感应电动势大小的因素.
2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区分Φ、ΔΦ.
3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式.（重点）
4.知道 如何推得.4一、感应电动势1.定义：由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势2.决定感应电动势大小的因素：感应电动势的大小与穿过电路的
磁通量变化的快慢有关5AB若电路断开，虽然没有感应电流，
但螺线管中依然存在感应电动势.6规律总结：1.在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，有感应电动势是电磁感应现象的本质.
2.感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流就一定存在感应电动势．78二、探究法拉第电磁感应定律1.探究：感应电动势的大小跟哪些因素有关？
2.要求：
(1)将条形磁铁迅速和缓慢地插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅.
(2)迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅.
(3)迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢地插入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅.93.探究问题：
问题1：在实验中，电流计指针偏转的原因是什么？
问题2：电流计指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
问题3：在实验中，快速运动和慢速运动效果有什么相同和不同？ 10问题1：在实验中，电流计指针偏转的原因Φ变化产生E产生I 总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大. 问题3：在同一高度，磁铁相对螺线管快速运动时，指针偏转角度大.磁铁相对螺线管慢速运动时，指针偏转角度小.问题2：电流计指针偏转程度跟感应电动势大小的关系11思考：1.实验现象说明什么问题？指针偏转角度大，说明感应电流大，在总电阻相同的情况下，感应电动势也大，即磁铁相对螺线管快速运动时，产生的感应电动势大.思考：2.磁铁相对螺线管快速运动和慢速运动有什么不同？在发生相同的磁通量变化时，快速运动比慢速运动所用时间更短，即磁铁相对螺线管快速运动比慢速运动时，穿过螺线管的磁通量变化更快.12实验分析：导体棒运动越快，发生相同磁通量的变化所用时间越短，即导体棒快速运动比慢速运动时磁通量的变化更快.导体棒运动越快，电流计指针偏转角度越大，即感应电流和感应电动势越大.13实验表明：在磁通量变化△φ相同时，所用的时间
△t越小，即磁通量变化越快,感应电动势E越大；反之，△t越大，即磁通量变化越慢,感应电动势E越小.实验结论：141.内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电
路的磁通量变化率 成正比．三、法拉第电磁感应定律的理解：2.数学表达式:（单位分别为伏、韦伯、秒,则k=1）15注意：（1）公式中 的计算方法
（2）电动势E为平均值若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，
总电动势为16磁通量磁通量变化磁通量的变化率注意区别：17四、导体切割磁感线产生的感应电动势 如图所示闭合线圈一部分导体ab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回路在时间t内增大的面积为：ΔS=L(vΔt)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）18θv（ 为v与B的夹角） 若导体斜切磁感线即导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感应强度方向有夹角说明：1.导线的长度L应为有效长度.3.速度v为平均值，E就为平均值. 速度v为瞬时值，E就为瞬时值.2.v方向和B平行时, 19例1、如图所示,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,初始时刻线框所在面与磁感线垂直,经过时间t转过 角,求:
(1)线框内感应电动势在t时间内的平均值；
(2)转过 角时,感应电动势的瞬时值.20 解析:(1)设初始时刻线框朝纸外的一面为正面时,
此时磁通量Φ1=Ba2,磁感线从正面穿入,t时后, 磁通量Φ2=(1/2)Ba2, 且此时磁通量的变化量应当是(Φ1+Φ2),
而不是(Φ1-Φ2),(学生可比较一下转过 与转过
时的区别). 根据法拉第电磁感应定律 E= 求出平均
感应电动势： .
(2)计算感应电动势的瞬时值要用公式 ，
且α=120°、 ; .21例2、用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈总电阻为
R=0.5Ω,单匝线圈的面积为30 cm2.整个线圈放在垂直线圈
平面的匀强磁场中，如果匀强磁场按如图所示变化,求线圈
中感应电流的大小. 解析:22例3、如图所示，abcd是一个固定的U形金属框架,ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它的电阻为R.现沿垂直于框架平面的方向加一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度.23解析:当导体杆ef向右滑动时，通过回路efcb的磁
通量将发生变化，从而在回路中产生感应电动势E
和感应电流I.设导体杆做匀速运动时的速度为v，
根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：E=BLv、
I= ;而磁场对导体杆的作用力为F安=BLI,
杆ef做匀速运动，由平衡条件有F=F安，
解得匀速滑动时的速度为241.感应电动势：由电磁感应产生的电动势叫感应电动势2.法拉第电磁感应定律： 电路中感应电动势的大小，跟
穿过这个电路的磁通量的变化率成正比 E=n3.区别：磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率Φ4.导体切割磁感线产生的感应电动势251.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中
感应电动势的大小（ ）
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比C262.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位
置处，不发生变化的物理量有（ ）
A.磁通量的变化率
B.感应电流的大小
C.消耗的机械功率
D.磁通量的变化量
E.流过导体横截面的电荷量DE273.一个N匝的线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,
线圈平面跟磁感应强度方向成 角,磁感应强度随
时间均匀变化,线圈导线规格不变.下列方法中可使
线圈中感应电流增加一倍的是（ ）
A.将线圈匝数增加一倍
B.将线圈面积增加一倍
C.将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向CD284.在磁感应强度B=5 T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1 m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨接触良好．现使金属棒以速度v=10 m/s匀速向右移动，如图所示.试求：
（1）电键S闭合前、后电压表的示数；
（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率． 29解析:（1）感应电动势E=Bdv=5×0.1×10 V=5 V
电键S闭合前，电压表的示数U=5 V
电键S闭合后，R和r构成闭合回路，
由欧姆定律得，电压表的示数U==4.5 V(2)电键S闭合后，金属棒做匀速运动，故外力与安培力平衡
所以外力的大小F=BId=5×0.5×0.1 N=0.25 N
外力的功率P=Fv=2.5 W30智慧表现在下一次该怎么做，美德则表现在行为本身.
——约尔旦 31