《法拉第電磁感應(yīng)定律》參考課件2

14法拉第電磁感應(yīng)定律2NS甲乙試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同3電路中存在持續(xù)電流的條件：（1）閉合電路；（2）電源(電動(dòng)勢(shì),維持電壓)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：（1）閉合電路；利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象.電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的一個(gè)重要物理量.（2）磁通量變化41.知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素.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)分Φ、ΔΦ.3.理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式.（重點(diǎn)）4.知道如何推得.5一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1.定義：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2.決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)電路的磁通量變化的快慢有關(guān)6AB若電路斷開(kāi)，雖然沒(méi)有感應(yīng)電流，但螺線管中依然存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).7規(guī)律總結(jié)：1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是形成感應(yīng)電流的必要條件，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定存在感應(yīng)電流（要看電路是否閉合），有感應(yīng)電流就一定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．89二、探究法拉第電磁感應(yīng)定律1.探究：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)？2.要求：(1)將條形磁鐵迅速和緩慢地插入拔出螺線管，記錄表針的最大擺幅.(2)迅速和緩慢移動(dòng)導(dǎo)體棒，記錄表針的最大擺幅.(3)迅速和緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，迅速和緩慢地插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅.103.探究問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：在實(shí)驗(yàn)中，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因是什么？問(wèn)題2：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？問(wèn)題3：在實(shí)驗(yàn)中，快速運(yùn)動(dòng)和慢速運(yùn)動(dòng)效果有什么相同和不同？11問(wèn)題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I總電阻一定時(shí)，E越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大.

問(wèn)題3：在同一高度，磁鐵相對(duì)螺線管快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度大.磁鐵相對(duì)螺線管慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度小.問(wèn)題2：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的關(guān)系12思考：1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？指針偏轉(zhuǎn)角度大，說(shuō)明感應(yīng)電流大，在總電阻相同的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也大，即磁鐵相對(duì)螺線管快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大.思考：2.磁鐵相對(duì)螺線管快速運(yùn)動(dòng)和慢速運(yùn)動(dòng)有什么不同？在發(fā)生相同的磁通量變化時(shí)，快速運(yùn)動(dòng)比慢速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間更短，即磁鐵相對(duì)螺線管快速運(yùn)動(dòng)比慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)螺線管的磁通量變化更快.13實(shí)驗(yàn)分析：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)越快，發(fā)生相同磁通量的變化所用時(shí)間越短，即導(dǎo)體棒快速運(yùn)動(dòng)比慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量的變化更快.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)越快，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度越大，即感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.14實(shí)驗(yàn)表明：在磁通量變化△φ相同時(shí)，所用的時(shí)間△t越小，即磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大；反之，△t越大，即磁通量變化越慢,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越小.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：151.內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率成正比．三、法拉第電磁感應(yīng)定律的理解：2.數(shù)學(xué)表達(dá)式:（單位分別為伏、韋伯、秒,則k=1）16注意：（1）公式中的計(jì)算方法（2）電動(dòng)勢(shì)E為平均值若線圈有n匝，則相當(dāng)于有n個(gè)電源串聯(lián)，總電動(dòng)勢(shì)為17磁通量磁通量變化磁通量的變化率注意區(qū)別：18四、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)×

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××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=L(vΔt)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）19θvB（為v與B的夾角）

若導(dǎo)體斜切磁感線即導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角說(shuō)明：1.導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度.3.速度v為平均值，E就為平均值.

速度v為瞬時(shí)值，E就為瞬時(shí)值.2.v方向和B平行時(shí),20例1、如圖所示,邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,初始時(shí)刻線框所在面與磁感線垂直,經(jīng)過(guò)時(shí)間t轉(zhuǎn)過(guò)角,求:(1)線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間內(nèi)的平均值；(2)轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值.21

解析:(1)設(shè)初始時(shí)刻線框朝紙外的一面為正面時(shí),此時(shí)磁通量Φ1=Ba2,磁感線從正面穿入,t時(shí)后,磁通量Φ2=(1/2)Ba2,且此時(shí)磁通量的變化量應(yīng)當(dāng)是(Φ1+Φ2),而不是(Φ1-Φ2),(學(xué)生可比較一下轉(zhuǎn)過(guò)與轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)的區(qū)別).根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：.(2)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值要用公式，且α=120°、;.22例2、用絕緣導(dǎo)線繞制的閉合線圈，共100匝，線圈總電阻為R=0.5Ω,單匝線圈的面積為30cm2.整個(gè)線圈放在垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如果勻強(qiáng)磁場(chǎng)按如圖所示變化,求線圈中感應(yīng)電流的大小.解析:23例3、如圖所示，abcd是一個(gè)固定的U形金屬框架,ab和cd邊都很長(zhǎng)，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，框架的電阻可不計(jì)，ef是放置在框架上與bc平行的導(dǎo)體桿，它可在框架上自由滑動(dòng)(無(wú)摩擦)，它的電阻為R.現(xiàn)沿垂直于框架平面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，已知以恒力F向右拉導(dǎo)體ef時(shí)，導(dǎo)體桿最后勻速滑動(dòng)，求勻速滑動(dòng)時(shí)的速度.24解析:當(dāng)導(dǎo)體桿ef向右滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)回路efcb的磁通量將發(fā)生變化，從而在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I.設(shè)導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可知：E=BLv、I=;而磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體桿的作用力為F安=BLI,桿ef做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件有F=F安，解得勻速滑動(dòng)時(shí)的速度為251.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2.法拉第電磁感應(yīng)定律：

電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這個(gè)電路的磁通量的變化率成正比E=n3.區(qū)別：磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率Φ4.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)261.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。ǎ〢.跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量成正比B.跟穿過(guò)這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比C.跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D.跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化量成正比C272.將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化的物理量有（）A.磁通量的變化率B.感應(yīng)電流的大小C.消耗的機(jī)械功率D.磁通量的變化量E.流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量DE283.一個(gè)N匝的線圈,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成角,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,線圈導(dǎo)線規(guī)格不變.下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是（）A.將線圈匝數(shù)增加一倍B.將線圈面積增加一倍C.將線圈半徑增加一倍D.適當(dāng)改變線圈的取向CD294.在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放置兩根間距d=0.1m的平行光滑直導(dǎo)軌，一端接有電阻R=9Ω,以及電鍵S和電壓表．垂直導(dǎo)軌擱置一根電阻r=1Ω的金屬棒ab，棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動(dòng)，如圖所示.試求：（1）電鍵S閉合前、后電壓表的示數(shù)；（2）閉合電鍵S，外力移動(dòng)棒的機(jī)械功率．30解析:（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bdv=5×0.1×