物理人教版 (2019)2 法拉第电磁感应定律示范课课件ppt

这是一份物理人教版 (2019)2 法拉第电磁感应定律示范课课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了1闭合电路，2磁通量变化，感应电动势，观察实验分析思考，Φ变化，产生E，产生I，磁通量的变化快慢，磁通量的变化率，n为线圈的匝数等内容，欢迎下载使用。
利用磁场产生电流的现象
问题1：什么叫电磁感应现象？
问题2：产生感应电流的条件是什么？
问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同
既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势.
产生电动势的那部分导体相当于电源
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.
闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有感应电动势.
产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势.
3、感应电动势与感应电流： 只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流.
磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入有什么相同和不同?
问题1：在实验中,电流表指针偏转原因是什么？
总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大.
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快,感应电动势越大.
二、法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
注意：公式中Δφ取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向另行判断.
问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?
问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?
(可以类比速度、速度的变化和加速度.)
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零),磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小),磁通量的变化率不一定大(小).
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：
2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：
4、应用:用公式 求E的二种常见情况：
有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势.
一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb.求线圈中的感应电动势.
一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T.求线圈中的感应电动势.
如图,半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在 金属环转过900角的过程中,环中产生的电动势的 平均值是多大?
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动.求:(1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动.求:(2)线圈转过1/2周的过程 中的平均感应电动势
单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场.若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则：( )
A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内 平均感应电动势为0.4V
回路在时间t内增大的面积为：
穿过回路的磁通量的变化为：
（V是相对于磁场的速度）
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中,磁感应强度是B,ab以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势
若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
2、导线的长度L应为有效长度
1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0
3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值)
如图,匀强磁场的磁感应强度为B,长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动,速度v与L成θ角,求金属棒ab产生的感应电动势.
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动.求:(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势
转动1周的过程中ab边产生的感应电动势哪个时刻最大?哪个时刻最小?
(1) ①求出的是平均感应电动势, E和某段时间或某个过程对应； ②求出的是瞬时感应电动势,E和某个时刻或某个位置对应.
(2)①求出的是整个回路的感应电动势；②求出的是某部分导体的电动势.回路中感应电动势为零时,回路中某段导体的感应电动势不一定为零.
(1)公式①中的时间趋近于0时,则E为瞬时感应电动势
(2)公式②中v若代表平均速度,则E为平均感应电动势.
公式①和公式②是统一的.
如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.
如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.(1)ab中的电流多大? ab两点间的电压多大?(2)维持ab做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动1m的过程中, 外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?
问题1：在P16图4.4-3中,电源在电动机线圈中产生电流的方向怎样?AB边、CD边受力方向怎样?线圈的运动方向怎样?
直流电动机的原理: 通电导线在磁场中 受安培力而运动.
问题2：电动机线圈在磁场中转动会产生感应电动势吗?方向怎样?
问题3：感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍了线圈的转动?
1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势.
2、作用：阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.
问题4：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?这时应采取什么措施?
3、应用：电动机停止转动, 就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.
关于电磁感应,下述说法中正确的是( )A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时,试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小
E=BLv=0.80V
小结：①由于导体运动过程中感应电动势不变,瞬时值等于平均值,所以也可用下式求E.
②如果这时跨接在电阻两端有一个电压表,测得的就是外电路上的电压,即
如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求：棒产生的感应电动势有多大？
进行计算,因为从O→A,各点的线速度是均匀变化的,故取棒中点的速度代表棒的平均速度,由
如图,边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直,经过t时间转过1200角,求：（1）线框内感应电动势在时间t内的平均值.（2）转过1200角时感应电动势的瞬时值.