2019高中物理 第三章 电磁感应现象 3.2 法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修1 -1.ppt

二、法拉第电磁感应定律,读一读,辨一辨,一、感应电动势阅读教材第5152页“感应电动势”部分,知道什么是感应电动势。知道影响感应电动势大小的因素。1.什么是感应电动势?产生感应电动势的那部分导体在电路中所起的作用是什么?答案: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在电路中相当于电源。2.如何判断感应电动势的大小呢?答案:让产生感应电动势的那部分导体和其他元件组成一个简单的回路,根据感应电流的大小判断感应电动势的大小:感应电流越大,感应电动势就越大。,读一读,辨一辨,3.在电磁感应现象中,感应电动势的大小跟什么因素有关呢?答案:跟磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)有关,大,产生的感应电动势也就越大。,读一读,辨一辨,二、法拉第电磁感应定律阅读教材第5253页“法拉第电磁感应定律”部分,熟记法拉第电磁感应定律的内容,会用E=和E=n计算感应电动势。1.什么是磁通量的变化率?其物理意义是什么?答案:单位时间内穿过回路的磁通量的变化量叫作磁通量的变化率,用表示。其物理意义是描述磁通量变化的快慢。2.法拉第电磁感应定律的内容是什么?答案: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。3.法拉第电磁感应定律的表达式是怎样的?,读一读,辨一辨,1.思考辨析。(1)闭合电路中感应电动势的大小与线圈匝数无关。(),答案:(2)闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比。()解析:感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。答案:(3)穿过闭合电路的磁通量均匀变化,回路中的感应电流也在均匀变化。(),答案:,读一读,辨一辨,2.探究讨论。,(2)电磁感应现象中的电能是如何产生的?电能的产生过程中遵循能量守恒吗?答案:在电磁感应现象中,无论是导体切割磁感线运动,还是把磁铁插入线圈或从线圈中拔出,都是消耗了机械能才获得了电能,在转化过程中遵守能量守恒。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究一区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置平移到位置,第二次将金属框绕cd边翻转到位置,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2,则1等于2吗?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,要点提示设线框在位置时的磁通量为,在位置时的磁通量为,直线电流产生的磁场在位置处比在位置处要强,则。将线框从位置平移到位置,磁感线是从线框的同一面穿过的,所以1=|-|=-;将线框从位置绕cd边转到位置,磁感线分别从线框的正反两面穿过,所以2=|(-)-|=+(以原来穿过为正,则后来从另一面穿过的为负),所以有12。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,1.区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,2.当磁通量很大时,磁通量的变化量可能很小。同理,当磁通量的变化量很大时,若经历的时间很长,则磁通量的变化率也可能很小,磁通量的变化率的大小与磁通量的大小和磁通量的变化量的大小均无决定关系。3.磁通量的变化量与电路中感应电动势的有无相联系,穿过电路的0是电路中存在感应电动势的前提;而磁通量的变化率,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,温馨提示、的大小没有直接关系,即(1)穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大。(2)穿过一个平面的磁通量的变化量大,磁通量不一定大,磁通量的变化率也不一定大。(3)穿过一个平面的磁通量的变化率大,磁通量和磁通量的变化量都不一定大。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,【例题1】下列说法正确的是()A.磁通量越大,磁通量的变化量也越大B.磁通量变化越大,磁通量的变化率也越大C.磁通量变化率越大,磁通量变化得越快D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零解析:穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大,所以A、B均错误。磁通量的变化率表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量变化得就越快,故C正确。磁通量等于零时,磁通量可能正在变,此时磁通量的变化率可以不为零,故D错误。答案:C,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,题后反思搞清楚磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率之间的区别,知道它们之间的大小无直接关系是处理问题的关键。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,变式训练1一个200匝、面积200cm2的圆形线圈放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直,磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量是,磁通量的变化率是。解析:磁通量的变化=2-1=B2S-B1S=(0.5-0.1)0.02Wb=810-3Wb,答案:810-3Wb0.16Wb/s,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究二对法拉第电磁感应定律的理解利用法拉第电磁感应定律求出的感应电动势是平均值还是瞬时值?如何结合-t图象求解感应电动势?要点提示在高中阶段,利用公式E=n求出的电动势是在t时间内的平均感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当t0时,它所表达的才是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率可以从分析-t图象上某点切线的斜率求解。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率,而与的大小、的大小没有必然联系。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】一个正方形的金属框,电阻R=0.2,垂直放在匀强磁场中,此时穿过线圈的磁通量为0.015Wb,若磁场在0.05s内消失,求线框中的感应电流为多大。,原来穿过线框的磁通量为1=0.015Wb经t=0.05s磁通量变为2=0磁通量的变化量=|2-1|=0.015Wb根据法拉第电磁感应定律,线框中感应电动势的大小为,答案:1.5A,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,归纳总结计算感应电动势大小的步骤(1)明确磁通量的变化量及所用的时间。(2)运用法拉第电磁感应定律求解。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2导学号66824050如图为穿过某线圈的磁通量随时间变化的-t图象,已知线圈匝数为10匝,则02s线圈中产生的感应电动势大小为V,26s线圈中产生的感应电动势大小为V,68s线圈中产生的感应电动势大小为V。解析:02s,1=2Wb,26s,2=0,E2=0;68s,3=-2Wb-2Wb=-4Wb,答案:10020,12345,1.(对、和的理解)下列说法正确的是()A.磁通量大,磁通量变化量一定大B.磁通量变化大,磁通量变化率一定大C.磁通量为零,磁通量的变化率为零D.磁通量为零,磁通量的变化率不一定为零解析:磁通量对应一个状态,而磁通量变化对应一个过程,所以磁通量变化的大小与磁通量的大小无直接关系,选项A错;同理磁通量变化的大小与变化的具体过程有关,包括变化的快慢以及变化的时间,而磁通量的变化率只描述磁通量变化的快慢,所以只有选项D正确。答案:D,12345,A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势E一定越大B.穿过线圈的磁通量的改变量越大,感应电动势E一定越大C.穿过线圈的磁通量的变化率越大,感应电动势E一定越大D.穿过线圈的磁通量发生变化的时间t越小,感应电动势E一定越大解析:根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,C对;磁通量大或者磁通量的变化量大,磁通量的变化率都不一定大,故A、B错;当磁通量的变化量一定时,时间越短,磁通量的变化率才越大,故D错。答案:C,12345,3.(多选)(对电磁感应现象的理解)关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是()A.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,电路中才有感应电动势B.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,电路中才有感应电流C.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势D.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流,12345,解析:电磁感应现象的实质就是当穿过线圈平面的磁通量发生变化时,线路中产生感应电动势。如果电路闭合,就有感应电流,如果电路不闭合,就只有感应电动势而没有感应电流。答案:BC,12345,4.(-t图象的应用)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是()A.02sB.24sC.45sD.510s解析:图象斜率的绝对值越小,