44法拉第電磁感應(yīng)定律 課件精編版

1、選修選修3-2 3-2 溫故知新溫故知新 1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？是什么？ 2在恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流在恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？的條件是什么？ 3.3.試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同 S 甲甲 N 乙乙 產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 既然閉合電路中既然閉合電路中有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流，這，這個(gè)電路中就個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)一定有電動(dòng)勢(shì)。 一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1 1、定義：、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)

2、生的電動(dòng)勢(shì)叫叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E E）. .產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體部分導(dǎo)體相當(dāng)于相當(dāng)于電源電源. . 2、產(chǎn)生條件：、產(chǎn)生條件：只要只要穿過電路的穿過電路的磁通量發(fā)生磁通量發(fā)生變化變化，電路中，電路中就就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因; ; 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì). . 探究實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素探究實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：將條形磁鐵如圖所示插入線圈中，電流表將條形磁鐵如圖所示插入線圈中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 問題

3、問題1、電流表指針偏轉(zhuǎn)原、電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？電流表指針偏因是什么？電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？小有什么關(guān)系？ 問題問題2：將條形磁鐵從同：將條形磁鐵從同一高度，插入線圈中，快一高度，插入線圈中，快插入和慢插入由什么相同插入和慢插入由什么相同和不同？和不同？ 從條件上看從條件上看 相同相同 磁通量的變化相同磁通量的變化相同 從結(jié)果上看從結(jié)果上看 都產(chǎn)生了都產(chǎn)生了E(I) 不同不同 磁通量變化的快慢不同磁通量變化的快慢不同 產(chǎn)生的產(chǎn)生的E(I)大小不等大小不等 小結(jié)：小結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與磁通量變化的快感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與磁通量變化的快慢有

4、關(guān)，磁通量變化得快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大慢有關(guān)，磁通量變化得快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大. 說明：說明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率磁通量的變化快慢用磁通量的變化率 ?來描述，即可表示為來描述，即可表示為 ? t實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ?越大，感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流I I越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E越大。越大。 ?t 進(jìn)一步猜想進(jìn)一步猜想：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小很可能與磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小很可能與磁通量的變化率有關(guān)，并且成正比。量的變化率有關(guān)，并且成正比。 二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律 定律內(nèi)容 ?E?t?E?k?t?E?n?t電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

5、，跟穿過這一電路的小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比磁通量的變化率成正比 取適當(dāng)單位取適當(dāng)單位則則k=1 線圈由線圈由1匝匝 n 1、理解、理解:、/t的意義的意義 穿過回路的磁通穿過回路的磁通產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)磁通量變化磁通量變化 量量變化了多少變化了多少 勢(shì)的勢(shì)的條件條件 磁通量變化率磁通量變化率 穿過回路的穿過回路的磁通磁通決定決定感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)量量變化的快慢變化的快慢 /t/t 勢(shì)的勢(shì)的大小大小 弄清：弄清：1 1、磁通量大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？、磁通量大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？ 磁通量磁通量 與電磁感應(yīng)關(guān)系與電磁感應(yīng)關(guān)系 穿過回路的磁感穿過回路的磁感無直接關(guān)系無直接關(guān)系 線的條數(shù)

6、多少線的條數(shù)多少 物理意義物理意義 2、磁通量變化大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？、磁通量變化大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？ ? 2 2、用公式用公式 E? 求求E E的二種常見情況：的二種常見情況： n?ta.a.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B不變不變, ,垂直于磁場(chǎng)的回路面積垂直于磁場(chǎng)的回路面積S S發(fā)發(fā)生變化。此時(shí)：生變化。此時(shí)： B?S（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)） E?nb.b.垂直于磁場(chǎng)的回路面積垂直于磁場(chǎng)的回路面積S S不變不變, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B發(fā)發(fā)生變化。此時(shí)：生變化。此時(shí)： ?tS?B（感生電動(dòng)勢(shì)） E?n?t課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1 1、有一個(gè)、有一個(gè)5050匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變?cè)训木€圈，如果

7、穿過它的磁通量的變化率為化率為0.5Wb/s0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 2 2、一個(gè)、一個(gè)100100匝的線圈，在匝的線圈，在0.5s0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.07Wb0.07Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 3 3、一個(gè)匝數(shù)為、一個(gè)匝數(shù)為100100、面積為、面積為10cm210cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置的線圈垂直磁場(chǎng)放置 , , 在在0.5s0.5s內(nèi)穿過它的磁場(chǎng)從內(nèi)穿過它的磁場(chǎng)從2T2T增加到增加到9T9T。求線圈中的感。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) ? 例例4 4、匝數(shù)為

8、、匝數(shù)為n n200200的線圈回路總電阻的線圈回路總電阻R R5050，整，整個(gè)個(gè) 線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過，磁通線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過，磁通 量量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng) 電流的大小。電流的大小。 ?0 .15?0 .10?t?0 .1V?0 .5 V?E?n?100 V?tE?I? 2AR? 0.10.1，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，磁場(chǎng)方向垂，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，磁場(chǎng)方向垂 直環(huán)面向里，則在直環(huán)面向里，則在 t t1 1t t2 2時(shí)間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截時(shí)間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截 ?E?面的電

9、荷量為多少？面的電荷量為多少？ E?2 2例例5 5、有一面積為、有一面積為S S100cm100cm 的金屬環(huán)，電阻為的金屬環(huán)，電阻為R R?tI?R?t?R?q?I?t?R?S?B?0 .001W b?q?0 .01 CR三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) a a a a 導(dǎo)體導(dǎo)體abab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng) v v 度是度是B B，長為，長為L L的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab以速度以速度v v勻速勻速G G 切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) b b b b 分析：回路在時(shí)間分析：回路在時(shí)間 t t內(nèi)增大的面

10、積為：內(nèi)增大的面積為： S=LvS=Lv t t 穿過回路的磁通量的變化為：穿過回路的磁通量的變化為： =BLv=BLv t t =B=B S S ? ?產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： E? ? ?tBLv? ?t? ? ?tV V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度 平均值或瞬時(shí)值平均值或瞬時(shí)值 ?E?BLvL L應(yīng)為有效長度應(yīng)為有效長度 若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線導(dǎo)體斜切磁感線) B B V2 V2 v v V1 V1 E?BLv1?BLv sin?為為v與與B夾角夾角 四、對(duì)比兩個(gè)公式四、對(duì)比兩個(gè)公式 求平均感應(yīng)電動(dòng)

11、勢(shì)求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ?E?n?tt近于近于0時(shí)，時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),v是平均速度是平均速度 E?BLv?sin?求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，v是瞬時(shí)速度是瞬時(shí)速度 四、反電動(dòng)勢(shì)四、反電動(dòng)勢(shì) 思考與討論思考與討論 如果所示，通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中如果所示，通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加強(qiáng)了電源產(chǎn)生就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，還的電流，還是削弱了它？是有利于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？ S E F 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) N 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 1、法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿、法拉第電