高中物理人教選修32同步課件第四章電磁感應(yīng)4節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律第2課時

1、,第四章：電磁感應(yīng),第4節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律,1知道什么叫感應(yīng)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(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。 4知道 E =Blvsin 如何推得。 5會用法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題。,首先通過觀看視頻電磁感應(yīng)使物體懸浮，并使燈泡無線充電發(fā)光，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識磁生電的現(xiàn)象 ，并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。然后回顧感應(yīng)電動勢的定義式，引出部分導(dǎo)體作垂直切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達(dá)式。接下來拓展部分導(dǎo)體不是垂直切割磁感線的情況,得到部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的通用表達(dá)式，再對感應(yīng)電動勢和部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

2、的表達(dá)式進(jìn)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(yīng)電動勢的討論 ，以圖片的形式，直觀反映的導(dǎo)體棒切割磁感線的不同情況過程中，利用磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量分解得出導(dǎo)體幫的垂直切割和不垂直切割的情況。結(jié)合生活實際，以電動機(jī)為例，通過反電動勢的說明，讓學(xué)生能充分了解產(chǎn)生感應(yīng)電動勢條件和應(yīng)用。,電磁感應(yīng)使物體懸浮,1. 內(nèi)容：電路中感應(yīng)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(yīng)定律,若有 n 匝線圈，則相當(dāng)于有 n個電源串聯(lián)，總電動勢為,注意：公式中應(yīng)取絕對值，不涉及正負(fù),2. 數(shù)學(xué)表達(dá)式,如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體 ab 處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)

3、軌寬為L，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)電動勢。,解：回路在時間 t 內(nèi)增大的面積為,S = Lvt,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為,穿過回路的磁通量的變化為, = BS,= BLvt,（v 是相對于磁場的速度）,導(dǎo)體做垂直切割磁感線運(yùn)動時，感應(yīng)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(yīng)該如何表示呢?,如圖，當(dāng)導(dǎo)線運(yùn)動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角 時,v1 = vsin ,若導(dǎo)體斜切磁感線,（ 為 v 與 B 夾角）,v2 = vcos ,v = vsin 對切割有貢獻(xiàn),v / = vcos 對切割無貢獻(xiàn),E

4、 = BLv1 = BLvsin ,2. 導(dǎo)線的長度 L 應(yīng)為有效長度,1. 導(dǎo)線運(yùn)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(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢,（ 為 v 與 B 夾角）,E = BLvsin ,L,有效長度： 導(dǎo)線在垂直速度方向上的投影長度,有效長度：L,有效長度：L sin ,L,求出的是平均感應(yīng)電動勢，E 和某段時間或某個過程對應(yīng)； 求出的是瞬時感應(yīng)電動勢，E 和某個時刻或某個 位置對應(yīng)。,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(yīng)電動勢； 求出的是某部分導(dǎo)體

5、的電動勢?；芈分懈袘?yīng)電動勢為零時，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)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(yīng)電動勢。,(2) 公式中 v 若代表平均速度，則 E 為平均感應(yīng)電動勢。,公式 和公式 是統(tǒng)一的,例1. 如圖，有一勻強(qiáng)磁場 B = 1.010-3 T，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(zhuǎn)動，已知棒長 L = 0.20 m，角速度 = 20 rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有多大？,也可用 E = BLv,進(jìn)行計算

6、，因為從OA，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(jié)果,如果所示，通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢加強(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，還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)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(jī)線圈的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)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(zhuǎn)動。線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。正因為反電動勢的存在。所以對電動機(jī)，歐姆定律不成立。 如果電動機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動，這時就沒有了反電動勢，因為線圈電阻一般都很小，

7、線圈中電流會很大，電動機(jī)會燒毀。這時，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。,反電動勢,3. 反電動勢,1. 部分導(dǎo)體切割磁感線感應(yīng)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 0.05 s ， 第二次用 0.1 s。試求： ( 1 ) 兩次線圈中的平均感應(yīng)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 100 cm2 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 t1t2 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(dǎo)體框架，寬度 L = 1.50 m，接有電阻 R = 0.20 ，設(shè)勻強(qiáng)磁場和框架平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.40 T，方向如圖。今有一導(dǎo)體棒 ab 跨放在框架上，并能無摩擦地沿框