河北省石家庄二中人教版选修3-2 同步课件：4.3法拉第电磁感应定律

课件23张PPT。第三节 法拉第电磁感应定律第四章　电磁感应 1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的 2：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？ 电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在 。复习提问：3、电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流，那么有电动势存在么？1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就是电源。一、感应电动势问题1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？2、感应电动势和感应电流关系：感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。⑶产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。几点说明：⑴不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。⑵磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是闭合的，电路中将会有感应电流。问题2：影响感应电动势大小的因素？实验探究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。 Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 都产生了I产生的I大小不等实验结论：感应电动势E的大小与磁通量的变化快慢有关，即与磁通量的变化率有关．3、磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢问题3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。（可以类比速度、速度的变化和加速度。） 1、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△Φ/ △t成正比．二、法拉第电磁感应定律：2、数学表达式（注意单位）问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝？若有n匝线圈，相当于有n个电源串联，总电动势为：注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。问题：公式中E表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？说明：（1）所求E为t时间内的平均感应电动势例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，感应电动势越大答：D注意:
感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系例2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( )A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中D时刻感应电动势为零
C、线圈中D时刻感应电动势最大
D、线圈中0到D时间内平均
感应电动势为0.4VABD1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 2、一个100匝的线圈，在0. 5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。练习三、导体作切割磁感线运动 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=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）若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角） （若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：1、导线的长度L应为有效长度。2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0.3、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）。 1、一般来说， ①求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。 2、①求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如上图。区别： 1、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势 2、公式②中v若代表平均速度，则求出的E就为平均感应电动势。联系：例3：如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。E=BL(Vsinθ)E=B(Lsinθ)V有效长度---导线在垂直速度方向上 的投影长度练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中， 以速度V向右匀速运动时，E=？E = B·2R·V有效长度---弯曲导线在垂直速度方向上 的投影长度四、反电动势V 此电动势阻碍电路中原来的电流. 故称之为反电动势NS电动机安培力方向
转动速度方向 电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱了电源电流, 阻碍线圈的转动。
线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为机械能。
正因为反电动势 的存在,所以对电动机,欧姆定律不成立。 如果电动机因机械阻力过大而停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。作业:P13～P14 第1题 ～第7题