高中物理-法拉第电磁感应定律新课课件-新人教版选修3

第四章电磁感应

4.4法拉第电磁感应定律第一页，编辑于星期五：十一点九分。问题1：产生感应电流的条件是什么？（1）闭合电路（2）磁通量变化复习:问题2：楞次定律的内容是什么?感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。即增反减同、来拒去留、增缩减扩。第二页，编辑于星期五：十一点九分。问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同

既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。甲NSG乙产生电动势的那局部导体相当于电源第三页，编辑于星期五：十一点九分。1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势〔E〕.一、感应电动势产生感应电动势的那局部导体相当于电源.2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。第四页，编辑于星期五：十一点九分。观察实验,分析思考:问题4:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?第五页，编辑于星期五：十一点九分。Φ变化的快慢不同Φ都发生了相同变化都产生了E(I)产生的E(I)大小不等磁通量变化越快，感应电动势越大。

磁通量的变化快慢越大?从条件上看从结果上看相同不同Φ变化产生E产生I

第六页，编辑于星期五：十一点九分。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:注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。2.公式:n为线圈的匝数第七页，编辑于星期五：十一点九分。问题5：磁通量大,磁通量变化一定大吗?问题6：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).思考与讨论第八页，编辑于星期五：十一点九分。

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产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义(类比速度、速度的变化和加速度.)第九页，编辑于星期五：十一点九分。关于电磁感应，下述说法中正确的选项是()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例与练1第十页，编辑于星期五：十一点九分。

1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：

2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：4、应用:用公式 求E的二种常见情况：第十一页，编辑于星期五：十一点九分。例与练2一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。16V例与练3一个匝数为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1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。1.6V第十二页，编辑于星期五：十一点九分。例与练4在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:(1)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势B00'aωdcb〔2〕线圈转过1/4周呢？第十三页，编辑于星期五：十一点九分。ab×

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×××

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××Gabv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第十四页，编辑于星期五：十一点九分。θvBV1V2假设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=0Lvθ为v与B夹角第十五页，编辑于星期五：十一点九分。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第十六页，编辑于星期五：十一点九分。问题：公式

①与公式

②的区别和联系？(1)

①求出的是平均感应电动势,E和某段时间或某个过程对应；②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应.(2)①求出的是整个回路的感应电动势；②求出的是某局部导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。vabcdL1、区别：(1)公式①中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势(2)公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。2、联系：公式①和公式②是统一的.第十七页，编辑于星期五：十一点九分。如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小E=BLv=0.80V例与练5第十八页，编辑于星期五：十一点九分。如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLVsinθ例与练6第十九页，编辑于星期五：十一点九分。Φ/10-2Wbt/sABD0120.1单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。假设线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如以以下图，那么：()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0.4VABD例与练7斜率表示Φ的变化率第二十页，编辑于星期五：十一点九分。如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.ωAOA'例与练8第二十一页，编辑于星期五：十一点九分。如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.(1)ab中的电流多大?ab两点间的电压多大?(2)维持ab做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例与练9第二十二页，编辑于星期五：十一点九分。如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。试求：(1)两次线圈中的平均感应电动势之比?(2)两次线圈中电流之比?(3)两次通过线圈电荷量之比?(4)两次在R中产生热量之比?例与练10第二十三页，编辑于星期五：十一点九分。1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，那么〔〕A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2A例与练不变！不变！第二十四页，编辑于星期五：十一点九分。2、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如以以下图，求：线圈中的感应电流的大小。例与练第二十五页，编辑于星期五：十一点九分。3、如以以下图，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈总电阻为R=0.5Ω，单匝线圈的面积为30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如以以下图变化，求线圈中感应电流的大小。例与练第二十六页，编辑于星期五：十一点九分。4、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如以以下图，磁场方向垂直环面向里，那么在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？例与练第二十七页，编辑于星期五：十一点九分。5、如以以下图，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。例与练A××××

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×R2VBR1第二十八页，编辑于星期五：十一点九分。6〔思考题〕如以以下图，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做以下哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生〔〕A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动例与练变速第二十九页，编辑于星期五：十一点