2019-2020学年教科版高二选修3-2第一章第3节法拉第电磁感应定律第一课时课件（共22张PPT）

(共22张PPT)
§1.3法拉第电磁感应定律
复习
电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象
产生感应电流的条件：
①闭合线路
②穿过线圈的磁通量发生变化
I
既然闭合电路中产生了感应电流，这个电路中一定存在一种电动势
E
E
E
产生电动势的那部分导体相当于电源
一、感应电动势
1、定义：由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势；产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2、条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势。
闭合电路
磁通量变化产生电磁感应，本质上产生感应电动势（无论电路是否闭合），只有闭合电路才会产生感应电流。
磁通量变化是电磁感应的根本原因;
产生感应电动势是电磁感应现象的本质.
思考与讨论
感应电动势的大小跟哪些因素有关？
感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关。
磁通量变化率
二、感应电动势的大小
法拉第电磁感应定律
国际单位制下：
n匝线圈产生的感应电动势：
（k＝1）
线圈有n匝，则相当于有n个电源串联
注意：（1）公式中Δφ的计算方法，
（2）电动势
E
为
平均值
理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
三、导体切割磁感线时的感应电动势
回路在时间Δt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是相对于磁场的切割速度）
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
三、导体切割磁感线时的感应电动势
关于公式注意：
①B为匀强磁场中磁感应强度
②v为导体垂直切割磁场的相对速度
v、B、L两两垂直
③v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势
v为平均速度，则E为平均感应电动势
v1
v2
若导体运动速度不垂直于磁场方向
(导体斜切磁感线)
注意：
2、导线的长度L应为有效长度
1、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)
L
θ为v与B夹角
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=BLVsinθ
v、B、L必须两两垂直：
θ为v与L夹角
可求某部分导体感应电动势
求整个回路感应电动势
二者是统一的。
当Δt趋于0时，都是求瞬时电动势
当v为平均速度时，都是求平均电动势
联系
可求某一时刻的瞬时感应电动势、某段时间内的平均感应电动势
求Δt内平均感应电动势
区别
比较
1、电流的磁效应和电磁感应现象?
2、电磁感应的根本原因？
3、产生感应电动势和产生感应电流的条件？
所有情况
导体切割磁感线，v、L、B两两垂直
闭合电路欧姆定律
闭合电路中通过电量和磁通变化量有关，和变化时间无关
1.一电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ＝45°角(如图所示).当导线框以ab边为轴顺时针转过90°的过程中，穿过导线框abcd的磁通量的变化量ΔΦ＝____________.
2.如图甲所示的螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，求：
(1)2s内穿过螺线管的磁通量的变化量是多少？
(2)磁通量的变化率多大？
(3)螺线管中感应电动势的大小为多少？
3.如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为(　　)
A.BLv　　　　　　　　　
B.BLvsinθ
C.BLvcosθ
D.BLv(1＋sinθ)
解析　导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin
θ，故B正确.
4.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4m，如图所示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a＝2m/s2，由静止开始做匀变速直线运动，则：
(1)在5s内平均感应电动势是多少？
(2)第5s末，回路中的电流多大？