4.4法拉第电磁感应定律教学课件（21张PPT）
文档属性
| 名称 | 4.4法拉第电磁感应定律教学课件（21张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-12-23 09:19:18 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
4.4
法拉第电磁感应定律
学习目标
1.理解磁通量、磁通量变化、磁通量变化率概念并能区别它们。
2.掌握法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
3.会利用法拉第电磁感应定律解决实际问题
2、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
闭合回路
磁通量发生变化
1、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？
电路闭合
电源提供电动势
3、在电磁感应现象中电源是谁呢？
N
S
产生电动势的那部分导体相当于电源
既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
精讲：一、感应电动势
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
（E）.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
2、产生条件：
只要穿过电路的磁通量发生变化，就产生感应电动势。
说明：1.感应电动势与电路是否闭合无关。
2.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。
思考：感应电动势大小与什么因素有关呢？
问题1、电流表指针偏转原因是什么？
问题3：将条形磁铁从螺线管中抽出，快速抽出和慢速瞅瞅有什么相同和不同？
有电流
问题2、电流表指针偏转角度大小与什么有关？
E大则I大，偏转角度大
磁通量的变化相同
磁通量变化的快慢不同
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
磁通量变化的快慢不同
磁通量的变化相同
都产生了E(I)
产生的E(I)大小不等
从条件上看
从结果上看
相同
不同
结论：感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.
说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率
来描述，即可表示为
分析：
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:
2.公式:
②公式E＝n
中，若
Δt
取一段时间，则
E
为
Δt
这段时间内的平均值．只有Δt
趋近于零，则
E
为瞬时值，故此式多用于求电动势的平均值．
①感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率
，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系。
3.理解:
注意公式中ΔΦ取绝对值即
ΔΦ
＝
Φ
2－Φ
1
穿过回路的磁通量变化的快慢
?
结论：感应电动势大小与磁通量变化率成正比。与磁通量，磁通量变化无关。
?
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
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
决定感应电动势的大小
产生感应电动势的条件
4.Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理理
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
Φ/10-2Wb
t/s
A
B
D
0
1
2
0.1
例、（多选）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（
）
ABD
装置
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
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
G
a
b
v
回路在时间t内增大的×面积为：
ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
产生的感应电动势为：
（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
θ
v
B
V1
V2
若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
3、速度v为平均值(瞬时值),
E就为平均值(瞬时值)
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
L
v
θ为v与B夹角
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
变式.（单选）如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下正确的是( )
A．
第0.6
s末线圈中的感应电动势是4
V
B．
第0.9
s末线圈中的瞬时电动势比0.2
s末的小
C．
第1
s末线圈的瞬时电动势为零
D．
第0.2
s末和0.4
s末的瞬时电动势的方向相同
A
变式（多选）.如图1，在匀强磁场中有一细金属环．通过圆环的磁通量Φ随时间t变化情况如图2所示，则关于线圈中产生的平均感应电动势的说法，正确的是( )
A．
在0～2
s内，平均电动势为2
V
B．
在2～4
s内，平均电动势为2
V
C．
在4～9
s内，平均电动势为0.6
V
D．
在4～9
s内，平均电动势为1
V
AD
课堂小结
二.法拉第电磁感应定律：
1.定义：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。
2.公式:
用于求电动势的平均值
一、感应电动势
1.定义：
2.产生条件：
1.（单选）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
课堂训练
2、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2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
3.
有一面积
S
＝
100
cm2
的单砸金属环，电阻
R
＝
0.1
Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在
t1－t2
时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？
4.面积S＝0.2
m2、n＝100匝的圆形线圈，处在如图所示的匀强磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B＝0.02
t，R＝3
Ω，C＝30
μF，线圈电阻r＝1
Ω，求：
(1)通过R的电流方向和4
s内通过导线横截面的电荷量．
(2)电容器的电荷量．
(1)b→a 0.4
C (2)9×10－6C
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4.4
法拉第电磁感应定律
学习目标
1.理解磁通量、磁通量变化、磁通量变化率概念并能区别它们。
2.掌握法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
3.会利用法拉第电磁感应定律解决实际问题
2、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
闭合回路
磁通量发生变化
1、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？
电路闭合
电源提供电动势
3、在电磁感应现象中电源是谁呢？
N
S
产生电动势的那部分导体相当于电源
既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
精讲：一、感应电动势
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
（E）.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
2、产生条件：
只要穿过电路的磁通量发生变化，就产生感应电动势。
说明：1.感应电动势与电路是否闭合无关。
2.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。
思考：感应电动势大小与什么因素有关呢？
问题1、电流表指针偏转原因是什么？
问题3：将条形磁铁从螺线管中抽出，快速抽出和慢速瞅瞅有什么相同和不同？
有电流
问题2、电流表指针偏转角度大小与什么有关？
E大则I大，偏转角度大
磁通量的变化相同
磁通量变化的快慢不同
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
磁通量变化的快慢不同
磁通量的变化相同
都产生了E(I)
产生的E(I)大小不等
从条件上看
从结果上看
相同
不同
结论：感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.
说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率
来描述，即可表示为
分析：
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:
2.公式:
②公式E＝n
中，若
Δt
取一段时间，则
E
为
Δt
这段时间内的平均值．只有Δt
趋近于零，则
E
为瞬时值，故此式多用于求电动势的平均值．
①感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率
，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系。
3.理解:
注意公式中ΔΦ取绝对值即
ΔΦ
＝
Φ
2－Φ
1
穿过回路的磁通量变化的快慢
?
结论：感应电动势大小与磁通量变化率成正比。与磁通量，磁通量变化无关。
?
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
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
决定感应电动势的大小
产生感应电动势的条件
4.Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理理
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
Φ/10-2Wb
t/s
A
B
D
0
1
2
0.1
例、（多选）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（
）
ABD
装置
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
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
G
a
b
v
回路在时间t内增大的×面积为：
ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
产生的感应电动势为：
（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
θ
v
B
V1
V2
若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
3、速度v为平均值(瞬时值),
E就为平均值(瞬时值)
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
L
v
θ为v与B夹角
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
变式.（单选）如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下正确的是( )
A．
第0.6
s末线圈中的感应电动势是4
V
B．
第0.9
s末线圈中的瞬时电动势比0.2
s末的小
C．
第1
s末线圈的瞬时电动势为零
D．
第0.2
s末和0.4
s末的瞬时电动势的方向相同
A
变式（多选）.如图1，在匀强磁场中有一细金属环．通过圆环的磁通量Φ随时间t变化情况如图2所示，则关于线圈中产生的平均感应电动势的说法，正确的是( )
A．
在0～2
s内，平均电动势为2
V
B．
在2～4
s内，平均电动势为2
V
C．
在4～9
s内，平均电动势为0.6
V
D．
在4～9
s内，平均电动势为1
V
AD
课堂小结
二.法拉第电磁感应定律：
1.定义：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。
2.公式:
用于求电动势的平均值
一、感应电动势
1.定义：
2.产生条件：
1.（单选）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
课堂训练
2、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2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
3.
有一面积
S
＝
100
cm2
的单砸金属环，电阻
R
＝
0.1
Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在
t1－t2
时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？
4.面积S＝0.2
m2、n＝100匝的圆形线圈，处在如图所示的匀强磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B＝0.02
t，R＝3
Ω，C＝30
μF，线圈电阻r＝1
Ω，求：
(1)通过R的电流方向和4
s内通过导线横截面的电荷量．
(2)电容器的电荷量．
(1)b→a 0.4
C (2)9×10－6C
谢谢
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