高二物理 选修3 2 电磁感应定律ppt课件.ppt

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1、第四节法拉第电磁感应定律,教 学目标,（一）知识与技能1知道什么叫感应电动势。2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别、。3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4知道E=BLvsin如何推得。5会用法拉第电磁感应定律解决问题。（二）过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。,（三）情感、态度与价值观1从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。2了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。教学重点法拉第电磁感应定律。教学难点平均电动势与瞬时电动势区别。 教

2、学用具演示法、归纳法、类比法 多媒体电脑、投影仪、投影片。,（1）闭合电路,利用磁场产生电流的现象,问题1：什么叫电磁感应现象？,问题2：产生感应电流的条件是什么？,（2）磁通量变化,思考:,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。,产生电动势的那部分导体相当于电源,1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E).,闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势.,一、感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.,2、产生条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。,变化,产生E,产生I,问题1：在实

3、验中，电流表指针偏转原因是什么？,总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大.,问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？,变化的快慢不同,都发生了变化,都产生了E(I),问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，运动速度快慢会有什么区别?,观察实验,分析思考:,问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?,问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?,变 E I,E越大,I越大,指针偏转越大.,变化的快慢不同,都发生了变化,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?,问题3:在实验中，将条形磁

4、铁从同一高度插入线圈中同一位置，运动速度快慢会有什么区别?,磁通量的变化率,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,有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。,25V,例1,一个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2,如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00以角速度作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时,

5、则在金属环转过900角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大?,例3,/10-2Wb,t/s,A,B,D,0,1,2,0.1,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，下列说法正确的是( ),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0.4V,ABD,例4,斜率表示的变化率,3、理解:、/t的意义,1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,SS2-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,BB2-B1,此时

6、：,4、应用:用公式 求E的两种常见情况：,（感生电动势）,（动生电动势）, ,a,b,回路在时间t内增大的面积为：,S=Lvt,产生的感应电动势为：,穿过回路的磁通量的变化为：,=BS,=BLvt,（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,V1,V2,若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线),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=0,3、速度v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值),L,为v与B夹角,三、

7、导体切割磁感线时的感应电动势,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,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO以角速度由图示位置逆时针方向转动。求:(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势,转动1周的过程中ab边产生的感应电动势哪个时刻最大?哪个时刻最小?,思考:,例5,(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；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)求出的是整个回路的感应电动势；求出的是某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时

8、，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。,1、区别：,(1)公式中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势,(2)公式中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。,2、联系：,公式和公式是统一的.,问题1：在P16图4.4-3中,电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样?AB边、CD边受力方向怎样?线圈的运动方向怎样?,直流电动机的原理:通电导线在磁场中受安培力而运动.,问题2：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗?方向怎样?,问题3：感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动?,四、反电动势,1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生

9、的电流,这个电动势叫反电动势.,2、作用：阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.,问题4：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?,四、反电动势,3、应用：电动机停止转动, 就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.,如图,有一匀强磁场B=1.010-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？,例6,小结：也可用,进行计算,因为从OA,各点的线速度是均匀变化的,故取棒中点的速度代表棒的平均速度，由,仍得到上面的结果.,再见,