高中物理 4.4法拉第电磁感应定律1精品课件 新人教版选修3-2

感应电动势的大小情景探究一•在有磁铁矿的地方,地磁场会产生异常,地质工作者利用这一现象探矿.找矿,现在给你一个灵敏电流计,一个多匝大线圈,你能进行简单的模拟探究吗?说明你的探究方法和原理引导思考讨论并总结•方法:把大线圈与灵敏电流计组合成闭合电路,使大线圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移动,若灵敏电流计产生偏转,则表明周围有磁铁矿.•思考:为何要快速移动才能观察到明显的电流计的指针的偏转?实验探究一•若闭合电路中有感应电流,电路中就一定有电动势.•演示实验并播放动画•画出等效电路图实验探究二•若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。•演示实验并播放动画•画出等效电路图试从本质上比较甲、乙两电路的异同乙甲相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源一、感应电动势1．感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势．思考与讨论•感应电动势的大小跟哪些因素有关？猜想或假设提出问题•感应电动势很可能与磁通量变化的快慢有关（而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示）实验1：在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。•实验:电磁感应插磁铁•实验探究2:感应电动势•实验探究3:感应电动势1．磁通量的变化率/t：表示磁通量变化的快慢．（1）磁通量的变化率跟磁通量、磁通量的变化不同．磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，磁通量变化大不等于磁通量的变化率大．二、法拉第电磁感应定律2．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．t（2）/t是指在时间t内磁通量变化快慢的平均值；t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢，tEtkE得出k=1tEtkE得出k=1式中物理量都取国际单位若线圈有n匝，则相当于n个相同的电源串联，所以整个线圈中的电动势为．EntEVWbts物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少没有直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小★Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义后来磁通量减开始磁通量导线切割磁感线时的感应电动势．（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动到a1b1，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化=BLvt，由法拉第电磁感应定律得：EBLvt（2）切割方向与磁场方向成θ角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：sinvv对切割有贡献．cos//vv对切割无贡献．EBLv所以：s:inEBLV即•说明：公式E=Δφ/Δt，E=nΔφ/Δt一般适用于求解平均电动势的大小；而公式E=BLV一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小。•讨论：产生感应电流与产生感应电动势的条件一样吗？•（导体在磁场中做切割线运动或者是穿过某一回路的磁通量发生变化，就一定产生感应电动势）•1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）•A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v•B、线圈中的感应电动势一定是2v•C、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A•D、线圈中的感应电流一定是2A例与练tEV2REIA2不变！不变！•2、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。例与练VVt5.01.010.015.0VtnE100AREI2•3、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100匝，线圈总电阻为R=0.5Ω，单匝线圈的面积为30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。例与练STsTtB/005.0/401.003.0VtBSt5105.1VtnE3105.1AREI3103•4、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？例与练tERtIqWbBS001.0CRq01.0RtREI•5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）•A.线圈中0时刻感应电动势为0•B.线圈中0时刻感应电动势最大•C.线圈中D时刻感应电动势为0•D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势例与练斜率表示Φ的变化率例题1：长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差．解析：ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可．棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求，但棒上各点的速度v=r与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算：21,22LVEBLVBL　•6、如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。例与练A××××××××××R2VBR1VBLvE5.1AREI5.011AREI25.022