高中物理 4.3法拉第電磁感應定律課件 新人教版選修3-2.ppt
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第三節(jié) 法拉第電磁感應定律,第四章 電磁感應,1:要使閉合電路中有電流必須具備什么條件?,這個電路中必須有電源,因為電流是由電源的電動勢引起的,2:如果電路不是閉合的,電路中沒有電流,電源的電動勢是否還存在呢?,電動勢反映了電源提供電能本領的物理量,電路不閉合電源電動勢依然存在 。,復習提問:,3、電磁感應現(xiàn)象中,閉合電路中出現(xiàn)了感應電流,那么有電動勢存在么?,,,1、感應電動勢:在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體就是電源。,一、感應電動勢,問題1:感應電動勢和感應電流之間存在什么關系?,2、感應電動勢和感應電流關系:感應電動勢是感應電流存在的必要條件,有感應電動勢不一定有感應電流(要看電路是否閉合),有感應電流一定有感應電動勢。,,,⑶產生感應電流只不過是一個現(xiàn)象,它表示電路中在輸送著電能;而產生感應電動勢才是電磁感應現(xiàn)象的本質,它表示電路已經具備了隨時輸出電能的能力。,幾點說明:,⑴不論電路是否閉合,只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就產生感應電動勢,產生感應電動勢是電磁感應現(xiàn)象的本質。,⑵磁通量是否變化是電磁感應的根本原因。若磁通量變化了,電路中就會產生感應電動勢,再若電路又是閉合的,電路中將會有感應電流。,,,問題2:影響感應電動勢大小的因素?,實驗探究,,,Φ變化,產生E,產生I,,,,總電阻一定時,E越大,I越大,指針偏轉越大。,Φ變化的快慢不同,Φ都發(fā)生了變化,問題3:該實驗中,將條形磁鐵從同一高度插入線圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同?,都產生了I,產生的I大小不等,,,實驗結論:感應電動勢E的大小與磁通量的變化快慢有關,即與磁通量的變化率有關.,3、磁通量的變化率,表示磁通量的變化快慢,問題3:磁通量大,磁通量變化一定大嗎?,磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?,磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化不同。磁通量為零,磁通量的變化率不一定為零;磁通量的變化大,磁通量的變化率也不一定大。,(可以類比速度、速度的變化和加速度。),,,1、內容:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量變化率△Φ/ △t成正比.,二、法拉第電磁感應定律:,2、數(shù)學表達式,(注意單位),問題:若閉合電路是n匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量相同,E=?,若有n匝線圈,相當于有n個電源串聯(lián),總電動勢為:,注意:公式中Δφ應取絕對值,不涉及正負,感應電流的方向另行判斷。,,,問題:公式中E表示的是平均感應電動勢還是瞬時感應電動勢?,說明:(1)所求E為t時間內的平均感應電動勢,,,例1.關于電磁感應,下述說法中正確的是 A.穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大 B.穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零 C.穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大 D.穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大,答:D,注意: 感應電動勢E與Φ、△Φ、 △Φ/△t的關系,,,例2、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動,轉軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則:( ),A、線圈中0時刻感應電動勢最大 B、線圈中D時刻感應電動勢為零 C、線圈中D時刻感應電動勢最大 D、線圈中0到D時間內平均 感應電動勢為0.4V,ABD,,,1、有一個50匝的線圈,如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s,求感應電動勢。,2、一個100匝的線圈,在0. 5s內穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應電動勢。,3、一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0. 5s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。,練習,,,三、導體作切割磁感線運動,如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中,磁感應強度是B,ab以速度v勻速切割磁感線,求產生的感應電動勢,回路在時間t內增大的面積為:,ΔS=LvΔt,產生的感應電動勢為:,穿過回路的磁通量的變化為:,ΔΦ=BΔS,=BLvΔt,(V是相對于磁場的速度),,,若導體斜切磁感線,(θ為v與B夾角),(若導線運動方向與導線本身垂直,但跟磁感強度方向有夾角),說明:,1、導線的長度L應為有效長度。,2、導線運動方向和磁感線平行時,E=0.,3、速度V為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)。,,,1、一般來說, ①求出的是平均感應電動勢,E和某段時間或者某個過程對應,而②求出的是瞬時感應電動勢,E和某個時刻或者某個位置對應。,2、①求出的是整個回路的感應電動勢,而不是回路中某部分導體的電動勢?;芈分懈袘妱觿轂榱銜r,但是回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。如上圖。,區(qū)別:,,,1、公式①中的時間趨近于0時,E就為瞬時感應電動勢,2、公式②中v若代表平均速度,則求出的E就為平均感應電動勢。,聯(lián)系:,,,例3:如圖,勻強磁場的磁感應強度為B,長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內運動,速度v與L成θ角,求金屬棒ab產生的感應電動勢。,E=BL(Vsinθ),,E=B(Lsinθ)V,有效長度---導線在垂直速度方向上 的投影長度,,,練習:半徑為R的半圓形導線在勻強磁場B中, 以速度V向右勻速運動時,E=?,E = B·2R·V,有效長度---彎曲導線在垂直速度方向上 的投影長度,,,,四、反電動勢,,V,此電動勢阻礙電路中原來的電流. 故稱之為反電動勢,,,N,S,電動機,安培力方向 轉動速度方向,,,,,,,電動機線圈的轉動產生感應電動勢是反電動勢。這個電動勢是削弱了電源電流, 阻礙線圈的轉動。 線圈要維持原來的轉動就必須向電動機提供電能,電能轉化為機械能。 正因為反電動勢 的存在,所以對電動機,歐姆定律不成立。,,,如果電動機因機械阻力過大而停止轉動,這時就沒有了反電動勢,線圈電阻一般都很小,線圈中電流會很大,電動機會燒毀。這時,應立即切斷電源,進行檢查。,,,作業(yè):,P13~P14 第1題 ~第7題,,- 配套講稿:
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