人教版高二物理选修3-2第四章4法拉第电磁感应定律（共21张PPT）

(共21张PPT)
4.4
法拉第电磁感应定律
学习目标
1.理解感应电动势的概念。
2．理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。
3．能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时的感应电动势。
4．会用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向。
重点
法拉第电磁感应定律
难点
平均电动势与瞬时电动势区别
（1）闭合电路
利用磁场产生电流的现象
问题1：什么叫电磁感应现象？
问题2：产生感应电流的条件是什么？
（2）磁通量变化
思考:
问题1：试从本质上比较甲、乙两电路的异同
既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源
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。
观察实验,分析思考:
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
Φ变化的快慢不同
Φ变化相同
都产生了E(I)
产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
磁通量的变化快慢
越大?
问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
磁通量的变化率
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：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，
感应电流的方向另行判断。
2.公式:
n为线圈的匝数
问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?
问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?
(可以类比速度、速度的变化和加速度.)
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).
思考与讨论
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
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
课堂训练
Φ/10-2Wb
t/s
A
B
D
0
1
2
0.1
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0.4V
ABD
斜率表示Φ的变化率
（1）.
（感生电动势）
例1.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为r=1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？
3、应用:
（V是相对于磁场的速度）
例2.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
（动生电动势）
（2）.
（瞬时值）
匀强磁场
v
、B、L两两垂直
三、导体切割磁感线时的感应电动势
V1
V2
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)
平均感应电动势。
时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势
注：要区分电动势和路端电压。只有当外电路断开时，才有电源的路端电压等于电动势。
用楞次定律判断电流方向，进而判断电动势的方向
例3．将均匀电阻丝做成的边长为
l
的正方形线圈abcd
从匀强磁场中向右匀速拉出过程中，a、b哪点电势高？各边的电压分别是多大？
例4.
如图,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,
求产生的平均感应电动势多大？
转动切割
条件：转动轴与磁感线平行
4
如图，设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒ab的长度为L,以速度v在导轨上向右匀速运动。
求此时a、b两点间的电势差。已知导轨的总电阻为R,导体棒ab的电阻为r。
如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
思考与讨论
四、反电动势
电机转动
1、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。
课堂小结
当有N匝线圈时
当单匝线圈时
2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
3、用公式
求E的二种常见情况：
4、反电动势