[名校联盟]浙江省瓯海区三溪中学高二物理教学课件：法拉第电磁感应定律

复习1关于产生感应电流的说法正确的是()A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B、只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流D法拉第电磁感应定律1822年他在日記中寫下了自己的思想：“磁能轉化成電”．他在這方面進行了系統的研究．經過歷時十年的失敗、再試驗，直到1831年8月29日才取得成功．他接連又做了幾十個這類實驗．1831年11月24日的論文中，他把产生感應電流的情況概括成五類：變化著的電流；變化著的磁場；運動的恒定電流；運動的磁場；在磁場中運動的導體．他指出：感應電流與原電流的變化有關，而不是與原電流本身有關．他將這一現象與導體上的靜電感應類比，把它取名为“電磁感應”．为了解釋電磁感應現象，法拉第研究了各种感应现象，最终将感應電流的产生歸因於導體“切割磁力線”．在電磁感應現象發現二十年後，直到1851年才得出了電磁感應定律．邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)探究活动•动画演示1在螺线圈中插入条形磁铁,观察实验现象问题1根据电路知识可知：若要使电路中有电流，则电路中必须有电源。而在电磁感应时,电路中也有感应电流,那么此电路中是否也存在电动势（电源）呢？在电磁感应过程中也伴随有能量的转化（其他形式能转化为电能）电磁感应过程中也必定有电动势存在电源电动势就是反映电源将其他形式能转化为电能的本领的物理量一、感应电动势：•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问题2在上述电磁感应实验中，以不同的速度插入条形磁铁,为什么电流表指针偏转角度大小不同?由闭合电路欧姆定律可知，REI综上分析可知：回路中产生了大小不同的感应电动势，因而具有不同的感应电流。问题3感应电动势大小与什么因素有关？•大胆猜想：切割速度磁通量大小磁通量的改变量磁通量的变化率可能的影响因素问题4你能否运用实验来定性验证你的猜想？分组实验演示并观察现象实验方案一将同一条形磁铁以不同的速度插入螺线圈，看电流计指针偏转幅度实验方案二以不同强度的磁铁以相同速度插入同一螺线圈，看电流计指针偏转幅度注意:插入磁铁时,要保持磁铁的始、末位置一定注意:插入磁铁时,要保持磁铁运动的位移一定实验现象：1）插入速度越快，指针偏转的角度越大2）插入的磁铁越强，指针偏转的角度越大现象分析：插入磁铁的过程，螺线圈中的始、末位置的磁通量均为定值，即△Φ一定。而插入的速度不同，使这一变化过程所需的时间不同(V大,△t短)，即线圈内磁通量变化的快慢不同。插入磁铁的过程中,螺线圈中的始、末位置虽未变,速度也相同,但由于磁场强弱不同,使△Φ并不相等(B大,△Φ大),使在相同的时间内在线圈内磁通量变化的快慢也不同。一、感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势二、法拉第电磁感应定律tE内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。数学表达式：tkEtE当E单位取V，△Φ单位取Wb，△t单位取s时，K值等于1，所以法拉第感应定律可表示为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：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势二、法拉第电磁感应定律内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。数学表达式：tE三、感应定律的理解与加深：你能否证明:1Wb/s=1V?对于N匝线圈而言，可看作是由N个单匝线圈串联而成的。每匝线圈中的磁通量总是相同的，所以整个线圈的感应电动势是单匝线圈的N倍。即tNE讨论一：若线圈是多匝的，其感应电动势如何计算？讨论二：如图所示，把矩形线框垂直放置在匀强磁场B中，导轨间距为L，一根直导体棒以速度v沿导轨匀速向右滑动，此时回路中产生的感应电动势E=？BtSBtSStBSBStE1212=BLvtLvtBVB讨论二：如果一回路面积S一定，而垂直穿过该回路的磁场磁感应强度随时间均匀增加（B=kt），此时回路中产生的感应电动势如何计算？StBStBBtSBSBtE1212=KS（V）BSt1t2B1B2Bt0△t△B讨论四：对于感应电动势的计算，我们现已有了和两个公式，那么，这两个公式完全相同吗？有何区别？BLvEtNEtNE公式中，△Φ对应着一个变化过程，不能反映某一时刻的变化，所以计算的是该变化过程的感应电动势的平均值。而公式E=BLv，虽由之推导而来，但它却可以反映回路在某一瞬间的感应电动势的瞬时值。tNE课堂小结:这节课我们学习了:•感应电动势的概念与决定因素----•法拉第电磁感应定律------•感应电动势的两个计算公式:平均感应电动势:瞬时感应电动势:E=BLvttEtE课堂巩固反馈1在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为0.1m2的圆环。在0.2s内磁场的磁感应强度由0增大到0.3特，求圆环中的平均感应电动势。下列说法正确的是（）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大.D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大.2如下图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度l=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T,方向如图所示.今有一导体棒ab横放在框架上,并能无摩擦的沿框滑动,其他部分电阻均不计,当ab以v=4tm/s的速度向右匀加速滑动时,试求:1)导体棒ab在5s内产生的感应电动势的大小2)导体棒ab在5s末产生的感应电动势的大小