4.4 法拉第电磁感应定律同步课件(27张PPT）

(共27张PPT)
人教版选修3-2
龙口第一中学东校
怎样能使电路中产生感应电流？
N
S
S
N
S
S
V
N
S
S
甲
S
甲
S
乙
闭合电路后甲、乙两电路都有电流,试从本质上比较两电路的不同
N
S
乙
S
V
电池（电源）
相当于
电源的作用是什么？有那些重要参量？
E
r
E
r
甲
S
一、感应电动势（E）
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
产生电动势的那部分导体相当于电源
1、定义：
此时电路中存在感应电动势吗？
甲
S
产生感应电动势的条件是什么？
N
S
乙
S
V
如果电路不闭合，
E
r
E
r
电路中还有感应电流吗？
一、感应电动势
1、定义：
2、产生条件：
穿过电路的磁通量发生变化
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
产生电动势的那部分导体相当于电源
3、电磁感应的本质：
产生感应电动势
观察实验，
分析思考：
问题:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
总电阻一定时,
E越大,I越大,
指针偏转越大.
猜想：
磁通量大小
磁通量的变化量
磁通量变化所用的时间
可能的影响因素
问题3:你能否运用实验来定性验证你的猜想？
Φ
Δt
控制变量法
保持ΔΦ一定，探究E与Δt的关系
保持Δt
一定，探究E与ΔΦ的关系
磁通量变化的快慢
ΔΦ
ΔΦ/Δt
实验方案一
将同一条形磁铁，从同一高度以不同的速度插入螺线圈，看电流计指针偏转幅度
实验方案二
将磁性强弱不同的磁铁，分别从同一高度以相同速度插入同一螺线圈，看电流计指针偏转幅度
保持ΔΦ一定，探究E与Δt的关系
保持Δt
一定，探究E与ΔΦ的关系
2）速度相同，插入的磁铁磁性越强，
指针偏转的角度越大
从条件看
从结果看
相同
不同
△Φ相同
都产生了E
△t不同
△t短，E大
1）同一磁铁插入速度越快，指针
偏转的角度越大
从条件看
从结果看
相同
不同
△Φ不同
△t相同
都产生了
E
△Φ大，E大
2）速度相同，插入的磁铁磁性越强，
指针偏转的角度越大
分析与结论：
感应电动势可能与
有关
磁通量变化的快慢
运用导体切割磁感线的实验来验证感应电动势与磁通量变化快慢的关系。
实验检验：
磁通量的变化率
二、法拉第电磁感应定律
1、内容：
数学表达式：
△t单位取s
说明：
电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
当各量取
国际单位时，K值等于1
△Φ单位取Wb
E单位取V
相当于多个电源串联
若线圈是多匝的，
其感应电动势如何计算？
n为线圈的匝数
二、法拉第电磁感应定律
1、内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿
过这一电路的磁通量的变化率成正比。
2、表达式：
3、适用条件：
一切电磁感应现象
①通常计算?
t
内的平均电动势
②公式中Δφ取绝对值
③当Ｂ一定时，　　　　
Ｓ一定时，
。
注意
n为线圈的匝数
产生感应电动势的条件
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?
(类比V、ΔV和ΔV/Δt)
无直接关系
问题3：
Φ、△Φ、ΔΦ/Δt之间存在怎样的关系呢？
△Φ
Φ
决定感应电动势的大小
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
斜率表示Φ的变化率
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
2
A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中P时刻感应电动势为零
C、线圈中P时刻感应电动势最大
D、线圈中0到P时间内
平均感应电动势为0.4V
Φ/10-2Wb
t/s
P
0
0.1
如图，磁感应强度为B的匀强磁场中，闭合回路部分导体ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
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
三、导体切割磁感线时的感应电动势
L
注意
B⊥V，Ｌ⊥V，B⊥Ｌ
正交性：
有效性：
相对性：
Ｅ瞬
Ｖ为瞬时速度
平均速度
Ｅ
V是导体相对磁场的切割速度
Ｌ为导体棒切割磁感线的有效长度
a1
b1
VΔt
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=？
B
v
L
E=BLv
=2BRV
R
当ｖ与Ｂ不垂直时：
注意
②
为运动方向和磁感线方向的夹角。
①适用条件：Ｌ⊥V，B⊥Ｌ；
③Ｌ为导体棒切割磁感线的有效长度
θ
v
B
V1
V2
若导体斜切磁感线：
区别
研究对象
适用范围
联系
整个闭合电路
普遍适于任何电磁感应现象
回路中做切割磁导线运动的那部分导体
只适用于导体切割磁感线运动的情况
导体切割磁感线是电磁感应现象的特例，E=BLv可由
推导得出
E=BLv
如图所示，平行金属导轨间距为d,一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是(
)???????????????????
A．Bdv/(Rsinθ)???
B．Bdv/R
C．Bdvsinθ/R????
D．Bdvcosθ/R
A
d
L
电动机转动时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动.
电动机线圈在磁场
中转动
实现电能转化为其它形式的能
四.反电动势
-----反电动势
线圈在磁场中转动产生的感应电动势.
1、加强了电源产生的电流,还是削弱了它?
2、是有利于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动?
输入
输入
产生
反电动势
阻碍
问题1：
如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?
这时应采取什么措施?
问题2：
电动机停止转动
不产生反电动势
电动机会烧毁
电能全部转化为热能
立即切断电源，进行检查
2、法拉第电磁感应定律------
这节课我们学习了:
1、感应电动势的概念与决定因素----
平均感应电动势:
瞬时感应电动势:
3、感应电动势的两个计算公式:
E=BLv
请同学们认真完成课后强化作业