第4章第四节法拉第电磁感应定律PPT课件

1、高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第4章 第四节法拉第电磁感应定律 高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第四节法拉第电磁感应定律第四节法拉第电磁感应定律高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道感应电动势、反电动势的概念，知道感应电动势、反电动势的概念，了解反电动势的作用了解反电动势的作用2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量及与磁通量的变化量的区别物理量及与磁通量的变化量的区别3理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式,能用它来解答有关问题

2、能用它来解答有关问题4知道公式知道公式EBlvsin的推导，理解并会用它解的推导，理解并会用它解答有关问题答有关问题高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第四四节节法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律课前自主学案课前自主学案高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课前自主学案课前自主学案一、感应电动势一、感应电动势1在电磁感应现象中产生的电动势叫做在电磁感应现象中产生的电动势叫做_，产生感应电动势的那部分导体相当于，产生感应电动势的那部分导体相当于_.2在电磁感应现象

3、中，既然闭合电路中有在电磁感应现象中，既然闭合电路中有_，这个电路就一定有，这个电路就一定有_；电路断开；电路断开时，虽然没有感应电流，但时，虽然没有感应电流，但_依然存在依然存在.二、电磁感应定律二、电磁感应定律1定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的穿过这一电路的磁通量的_成正比成正比感应电动感应电动势势电源电源磁通量磁通量的变化的变化感应电流感应电流感应电动势感应电动势变化率变化率高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2表达式：表达式：E_(单匝线圈单匝线圈)，E_(多多匝线圈匝线圈)三、导体切割磁感线时的感应电动势三

4、、导体切割磁感线时的感应电动势1导体棒垂直于磁场运动，导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，两两垂直时，如图如图441.E_./tBlv图图441图图442高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为向夹角为时，如图时，如图442，E_.四、反电动势四、反电动势电机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的电机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的_电源电动势作用的感应电动势电源电动势作用的感应电动势Blv sin反抗反抗高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件核心要点突破核心要点突破物理量单位物理

5、意义计算公式磁通量Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少BS高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件物理量单位物理意义计算公式磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少21磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1下列说法正确的是下列说法正确的是()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大动势一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势

6、线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大电动势越大高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件二、对公式二、对公式EBlvsin的理解的理解1对公式中各量的理解对公式中各量的理解(1)对对的理解的理解当当B、l、v三个量方向互相垂直时，三个量方向互相垂直时，90，感应，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，电动势最大，当有任意

7、两个量的方向互相平行时，0，感应电动势为零，感应电动势为零(2)对对l的理解的理解式中的式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，如果导线不和磁场垂直， l应是导线在磁场垂直方应是导线在磁场垂直方高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图如图443所示，则应取与所示，则应取与B和和v垂直的等效直线垂直的等效直线长度，即长度，即ab的弦长的弦长图图443高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(3)对对v的理解的理解公式中的公式中的v应理解

8、为导线和磁场间的相对速度，当应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生.公式公式EBlv一般用于导线各部分切一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若导线各割磁感线速度相同的情况，若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势如图平均速度求电动势如图444所示，所示，图图444高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2如图如图4

9、45所示的几种情况中，金属导体中产所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为生的感应电动势为Blv的是的是()图图445高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件A乙和丁乙和丁B甲、乙、丁甲、乙、丁C甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁 D只有乙只有乙解析：解析：选选B.甲、乙、丁中切割磁感线的有效长度均甲、乙、丁中切割磁感线的有效长度均为为l，故，故B对对高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件三、电磁感应现象中的电路问题三、电磁感应现象中的电路问题1分析电路分析电路在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势若回路闭

10、合，则生变化的回路将产生感应电动势若回路闭合，则产生感应电流，感应电流引起热效应等，所以电磁产生感应电流，感应电流引起热效应等，所以电磁感应问题常与电路知识综合考查解决与电路相联感应问题常与电路知识综合考查解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：系的电磁感应问题的基本方法是：高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路体或电路就是电源，其他部分是外电路(2)用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,用楞次定律确定感应电动势的方向用楞

11、次定律确定感应电动势的方向(3)画等效电路图分清内外电路，画出等效电路画等效电路图分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键图是解决此类问题的关键(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解功率、电热等公式联立求解高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如图如图446所示，水平放置所示，水平放置的平行金属导轨相距的平行金属导轨相距l0.50 m，左，左端接一电阻端接一电阻R0.20 ，磁感应强度，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场方向垂直于导的匀强磁场方向垂直于导轨平面导体

12、棒轨平面导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当当ab以以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求的速度水平向右匀速滑动时，求:课堂互动讲练课堂互动讲练EBlv的应用和电势高低的判断的应用和电势高低的判断图图446高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(1)ab棒中感应电动势的大小；棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；回路中感应电流的大小；(3)ab棒中哪端电势高；棒中哪端电势高；(4)维持维持ab棒做匀速运动的水平外力棒做匀速运动的水平外力F的大小的大小

13、【思路点拨】【思路点拨】这是一个导体做切割磁感线运动产这是一个导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题感应电动势的大小可由公式生感应电动势的问题感应电动势的大小可由公式EBlv求出；感应电流的大小可由闭合电路欧姆求出；感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出；匀速运动时，水平外力的大小应该与安定律求出；匀速运动时，水平外力的大小应该与安培力的大小相等培力的大小相等高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】(1)0.80 V(2)4.0 A(3)a端高端高(4)0.8 N【规律总结】【规律总结】导体切割磁感线产生感应电动势导体切割磁感线

14、产生感应电动势时，切割磁感线的导体可等效于电源，沿其中的时，切割磁感线的导体可等效于电源，沿其中的电流方向电势升高，即四指指向电势高的一端电流方向电势升高，即四指指向电势高的一端高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变式训练变式训练1(2010年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)某地的地某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流过设落

15、潮时，海水自西向东流，流速为流速为2 m/s.下列说法正确的是下列说法正确的是()A河北岸的电势较高河北岸的电势较高B河南岸的电势较高河南岸的电势较高C电压表记录的电压为电压表记录的电压为9 mVD电压表记录的电压为电压表记录的电压为5 mV高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件解析：解析：选选AC.由由EBlv(4.51051002)V9103V9 mV，可知电压表记录的电压为，可知电压表记录的电压为9 mV,选项选项C正确、正确、D错误；从上往下看，画出水流切割错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图所示，据右手定则可知北岸电势磁感线示意图如图所示，据右手定则可知北岸电势高，选

16、项高，选项A正确、正确、B错误错误高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如图如图447所示，两端开所示，两端开口半径为口半径为r的裸导体圆环，右端与的裸导体圆环，右端与固定电阻相连，左端上架一长度固定电阻相连，左端上架一长度大于大于2r的裸导线的裸导线MN，电路的固定电阻为，电路的固定电阻为R，其，其余电阻忽略不计，圆内有垂直于平面的匀强磁余电阻忽略不计，圆内有垂直于平面的匀强磁场如果环内匀强磁场的磁感应强度为场如果环内匀强磁场的磁感应强度为B，MN从圆环的左端滑到右端所经过的时间为从圆环的左端滑到右端所经过的时间为t，试求，试求这一过程中电阻这一过程中电阻R上通过的电荷量上通过的电荷

17、量公式公式En/t的应用的应用图图447高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如图如图448甲所示的螺线管，匝数甲所示的螺线管，匝数n1500匝，横截面积匝，横截面积S20 cm2，电阻，电阻r1.5 ，与螺线管，与螺线管串联的外电阻串联的外电阻R13.5 ，R22.5 ，向右穿过螺，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线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.求：求：电磁感应电路的计算电磁感应电路的计算图图448高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(1)螺线管产生的感

18、应电动势大小；螺线管产生的感应电动势大小；(2)通过螺线管的电流大小和方向；通过螺线管的电流大小和方向；(3)螺线管两端的电压大小，并判断螺线管两端的电压大小，并判断M、P两端的电两端的电势高低势高低【思路点拨】【思路点拨】高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】(1)6 V(2)0.8 AMacbPM(3)4.8 VM端电势高端电势高【规律总结】【规律总结】解决电磁感应电路问题时，首先明解决电磁感应电路问题时，首先明确哪部分相当于电源，哪部分相当于外电路，然后确哪部分相当于电源，哪部分相当于外电路，然后根据电路知识进行求解其次要注意等效电源两端根据电路知识进行求解其次要注意等效电源两端的电压是路端电压，不等于电动势的电压是路端电压，不等于电动势高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变式训练变式训练2(2011年邹城高二检测年邹城高二检测)如图如图449所示，在宽为所示，在宽为0.5 m 的的平行导轨上垂直导轨放置一个有效平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为电阻为r0.6 的直导体棒，在导的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻轨的两端分别