多彩課堂高中物理 4.4《法拉第電磁感應定律》（第2課時）課件 新人教版選修32.ppt

第四章 電磁感應 第4節(jié) 法拉第電磁感應定律 1 知道什么叫感應電動勢 2 知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量 并能區(qū)別 3 理解法拉第電磁感應定律內(nèi)容 數(shù)學表達式 4 知道e blvsin 如何推得 5 會用法拉第電磁感應定律解決問題 首先通過觀看視頻電磁感應使物體懸浮 并使燈泡無線充電發(fā)光 使學生進一步認識磁生電的現(xiàn)象 并激發(fā)學習興趣 然后回顧感應電動勢的定義式 引出部分導體作垂直切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢的表達式 接下來拓展部分導體不是垂直切割磁感線的情況 得到部分導體切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢的通用表達式 再對感應電動勢和部分導體切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢的表達式進行比較說明 最后介紹反電動勢以及反電動勢在生活中的現(xiàn)象 利用例題引入感應電動勢的討論 以圖片的形式 直觀反映的導體棒切割磁感線的不同情況過程中 利用磁感應強度的矢量分解得出導體幫的垂直切割和不垂直切割的情況 結合生活實際 以電動機為例 通過反電動勢的說明 讓學生能充分了解產(chǎn)生感應電動勢條件和應用 電磁感應使物體懸浮 1 內(nèi)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 t成正比 法拉第電磁感應定律 若有n匝線圈 則相當于有n個電源串聯(lián) 總電動勢為 注意 公式中 應取絕對值 不涉及正負 2 數(shù)學表達式 如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中 導軌寬為l 磁感應強度是b ab以速度v勻速切割磁感線 求產(chǎn)生的感應電動勢 解 回路在時間 t內(nèi)增大的面積為 s lv t 產(chǎn)生的感應電動勢為 穿過回路的磁通量的變化為 b s blv t v是相對于磁場的速度 導體做垂直切割磁感線運動時 感應電動勢計算式 e blv b l v兩兩垂直 如果b與v不垂直 那又應該如何表示呢 如圖 當導線運動方向與導線本身垂直 但跟磁感強度方向有夾角 時 v1 vsin 若導體斜切磁感線 為v與b夾角 v2 vcos v vsin 對切割有貢獻 v vcos 對切割無貢獻 e blv1 blvsin 2 導線的長度l應為有效長度 1 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 導體切割磁感線時的感應電動勢 為v與b夾角 e blvsin l 有效長度 導線在垂直速度方向上的投影長度 有效長度 l 有效長度 lsin l 求出的是平均感應電動勢 e和某段時間或某個過程對應 求出的是瞬時感應電動勢 e和某個時刻或某個位置對應 1 區(qū)別 公式 與公式 e blvsin 有什么區(qū)別和聯(lián)系 2 求出的是整個回路的感應電動勢 求出的是某部分導體的電動勢 回路中感應電動勢為零時 回路中某段導體的感應電動勢不一定為零 公式 與公式 e blvsin 有什么區(qū)別和聯(lián)系 2 聯(lián)系 公式 與公式 e blvsin 有什么區(qū)別和聯(lián)系 1 公式 中的時間趨近于0時 則e為瞬時感應電動勢 2 公式 中v若代表平均速度 則e為平均感應電動勢 公式 和公式 是統(tǒng)一的 例1 如圖 有一勻強磁場b 1 0 10 3t 在垂直磁場的平面內(nèi) 有一金屬棒ao 繞平行于磁場的o軸順時針轉動 已知棒長l 0 20m 角速度 20rad s 求 棒產(chǎn)生的感應電動勢有多大 也可用e blv 進行計算 因為從o a 各點的線速度是均勻變化的 故取棒中點的速度代表棒的平均速度 有 仍得到上面的結果 如果所示 通電線圈在磁場中受力轉動 線圈中就會產(chǎn)生感應電動勢 感應電動勢加強了電源產(chǎn)生的電流 還是削弱了它 是有利于線圈的轉動 還是阻礙了線圈的轉動 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 電動機線圈的轉動產(chǎn)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 因為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 反電動勢 3 反電動勢 1 部分導體切割磁感線感應電動勢公式 e blvsin 2 公式與公式e blvsin 的區(qū)別和聯(lián)系 1 如圖 將一條形磁鐵插入某一閉合線圈 第一次用0 05s 第二次用0 1s 試求 1 兩次線圈中的平均感應電動勢之 2 兩次線圈中電流之比 3 兩次通過線圈電荷量之比 4 兩次在r中產(chǎn)生熱量之比 1 2 1 2 2 1 3 1 1 4 2 1 2 有一面積s 100cm2的金屬環(huán) 電阻r 0 1 環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示 磁場方向垂直環(huán)面向里 則在t1 t2時間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少 3 如圖 一個水平放置的導體框架 寬度l 1 50m 接有電阻r 0 20 設勻強磁場和框架平面垂直 磁感應強度b 0 40t 方向如圖 今有一