高中物理人教版 (新课标)选修34 法拉第电磁感应定律课文ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修34 法拉第电磁感应定律课文ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了1闭合电路，2磁通量变化，几点说明，感应电动势，n为线圈的匝数，思考与讨论，课堂练习，Φ10-2Wb，ABD，斜率表示Φ的变化率等内容，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？
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就相当于电源
在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势（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。
⑴不论电路是否闭合，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，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。
⑵磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是闭合的，电路中将会有感应电流。
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应取绝对值，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、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。
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,E＝nBΔS／Δt.
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,E＝nSΔB／Δt.
用公式E＝nΔΦ／Δt求E的二种常见情况：
1、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。
2、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。
3、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。
4、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO' 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90°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？                                                                                           
5、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)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势(2)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势
6、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
1.P17 T1、2、62.完成基训
第四节　法拉第电磁感应定律2、3
三、导体作切割磁感线运动
如图所示闭合线圈一部分导体ab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
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:
LvΔt是导体扫过的面积
若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角(导体斜切磁感线)
1、导线的长度L应为有效长度
2、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)
7、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。
8、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?
E＝nΔΦ/Δt一般求出的是Δt时间内的平均感应电动势,E与某段时间或某个过程相对应,常在穿过一个面的磁通量发生变化时用.
公式E＝nΔΦ/Δt和公式E=BLvsinθ是统一的.公式E＝nΔΦ/Δt中当Δt→0时,求出的E为瞬时感应电动势;公式E=BLvsinθ中当V代入平均速度时,则求出的E为平均感应电动势.
公式E＝nΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的区别和联系：
E=BLvsinθ求出的是瞬时感应电动势,E与某个时刻或某个位置相对应,常在一部分导体做切割磁感线运动时用.
9、如下图所示，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。
10、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,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为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上的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.（1）a b中的电流多大? a b两点间的电压多大？（2）维持a b做匀速运动的外力多大？（3）a b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：电动机线圈的转动会产生感应电动势.这个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线圈的转动?
问题2：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?
电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流,这个电动势称为反电动势.反电动势的作用是阻碍线圈的转动.这样线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能,电能转化为其它形式的能.
电动机停止转动,这时就没有了反电动势,线圈电阻一般都很小,线圈中电流会很大,电动机可能会烧毁.这时,应立即切断电源,进行检查.
11、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？
12、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.