湖南省长郡中学高中物理第四章第四节法拉第电磁感应定律课件新人教版选修

1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律NS问题问题 产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？试从本质上比较甲、乙两电路的异同。试从本质上比较甲、乙两电路的异同。甲甲G乙乙思考思考:问题问题 产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？试从本质上比较甲、乙两电路的异同。试从本质上比较甲、乙两电路的异同。既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路，这个电路中就中就一定有电动势一定有电动势。甲甲NSG乙乙思考思考:NSG乙乙试从本质上比较甲、乙两电路的异同。试从本质上比较甲、乙两电路的异同。甲甲思考思考: 产生电动势产生电动势的那部分导体就的那部分导体就相当于电源相

2、当于电源问题问题 产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路，这个电路中就中就一定有电动势一定有电动势。定义：定义：在电磁感应现象中产生的电动势称为感在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势（应电动势（E） 一、感应电动势一、感应电动势闭合电路中闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路中就，这个电路中就一定有一定有感应电动势感应电动势。定义：定义：在电磁感应现象中产生的电动势称为感在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势（应电动势（E） 几点说明：几点说明：(1)不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生不论电路是否闭合，

3、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，变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动产生感应电动 势是电磁感应现象的本质。势是电磁感应现象的本质。(2)磁通量是否变化是电磁感应的根本原因磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通。若磁通 量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电 路又是闭合的，电路中将会有感应电流。路又是闭合的，电路中将会有感应电流。一、感应电动势一、感应电动势闭合电路中闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路中就，这个电路中就一定有一定有感应电动势感应电动势。内容：内容：电路中感应电路中感应电动势电动势的的大小大小，跟

4、穿过，跟穿过 这一电路的这一电路的磁通量磁通量的的变化率变化率成成正比正比.公式公式: :二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律问题问题1 磁通量大，磁通量变化一定快吗？磁通量大，磁通量变化一定快吗？问题问题2 磁通量变化大，磁通量的变化率一定磁通量变化大，磁通量的变化率一定 大吗？大吗？思考与讨论思考与讨论磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零；磁通量的变化大，磁通量的变化率定为零；磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。也不一定大。思考与讨论思考与讨论(可以类比速度、速度

5、的变化和加速度可以类比速度、速度的变化和加速度)问题问题1 磁通量大，磁通量变化一定快吗？磁通量大，磁通量变化一定快吗？问题问题2 磁通量变化大，磁通量的变化率一定磁通量变化大，磁通量的变化率一定 大吗？大吗？用公式用公式E=n / t求求E的二种常见情况：的二种常见情况：1. 磁感应强度磁感应强度B不变，垂直于磁场的不变，垂直于磁场的回路面积回路面积S发生变化，发生变化， S=S2-S1，此时，此时，E=nB S/ t。2. 垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变，磁不变，磁感应强度感应强度B发生变化，发生变化， B=B2-B1，此时，此时，E=nS B/ t。1. 有一个有一个50

6、匝的线圈，如果穿过它的磁通匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。 2. 一个一个100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁内穿过它的磁通量从通量从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求线圈中的感应。求线圈中的感应电动势。电动势。3. 一个匝数为一个匝数为100、面积为、面积为10cm2的线圈垂的线圈垂直磁场放置，在直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。课堂练习课堂练习1. 有一个有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变

7、化率为量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。 2. 一个一个100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁内穿过它的磁通量从通量从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求线圈中的感应。求线圈中的感应电动势。电动势。3. 一个匝数为一个匝数为100、面积为、面积为10cm2的线圈垂的线圈垂直磁场放置，在直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。课堂练习课堂练习25V16V1.6V(1)如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀处于匀强磁场中，磁感应强度是强磁场中，磁感应强度是

8、B，ab以速度以速度v匀速切匀速切割磁感线，求产生的感应电动势割磁感线，求产生的感应电动势三、导体作切割磁感线运动三、导体作切割磁感线运动Gvabab vB若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线） vBv1v2若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线） sin1BLv

9、BLvE vBv1v2若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v21. 导线的长度导线的长度L应为应为有效长度有效长度；若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）【说明说明】：为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v21. 导线的长度导线的长度L应为应为有效长度有效长度；若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，

10、但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）【说明说明】：v为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v21. 导线的长度导线的长度L应为应为有效长度有效长度；若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）【说明说明】：Lv为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v21. 导线的长度导线的长度L应为应为有效长度有效长度；若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切

11、磁感线）【说明说明】：2. 导线运动方向和磁感线导线运动方向和磁感线平行平行时，时，E=0；Lv为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v21. 导线的长度导线的长度L应为应为有效长度有效长度；若导线运动方向与导线本身垂直，但跟若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角（磁感强度方向有夹角（导体斜切磁感线导体斜切磁感线）【说明说明】：2. 导线运动方向和磁感线导线运动方向和磁感线平行平行时，时，E=0；3. 速度速度v为平均值为平均值(瞬时值瞬时值)，E就为平均值就为平均值(瞬时值瞬时值)。Lv为为v与与B夹角夹角 sin1BLvBLvE vBv1v2E=n / t一般

12、求出的是一般求出的是 t时间内的平时间内的平均感应电动势，均感应电动势，E与某段时间或某个过程相与某段时间或某个过程相对应，对应，常在穿过一个面的磁通量发生变化常在穿过一个面的磁通量发生变化时用时用。公式公式E=n / t与与E=BLvsin 的区别和联系：的区别和联系：1. 1. 区别：区别：E=BLvsin 求出的是瞬时感应电动势，求出的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应，与某个时刻或某个位置相对应，常在一部常在一部分导体做切割磁感线运动时用。分导体做切割磁感线运动时用。2. 2. 联系：联系： 公式公式E=n / t和公式和公式E=BLvsin 是统是统一的。公式一的。公式E

13、=n / t中当中当 t0时，求出时，求出的的E为瞬时感应电动势；公式为瞬时感应电动势；公式E=BLvsin 中中当当v代入平均速度时，则求出的代入平均速度时，则求出的E为平均感为平均感应电动势。应电动势。问题问题1 电动机线圈的转动会产生感应电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？转动还是阻碍线圈的转动？四、反电动势四、反电动势问题问题1 电动机线圈的转动会产生感应电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电电动

14、势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？转动还是阻碍线圈的转动？电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了了电源的电流，这个电动势称为电源的电流，这个电动势称为反电动势反电动势。反。反电动势的作用是电动势的作用是阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动。这样线圈。这样线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能电能转化为其它形式的能。四、反电动势四、反电动势问题问题2 如果电动机因机械阻力过大如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？取什么措施？四、反电动势四、反电动势问题问题2 如果电动机因