高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律（讲授式）同课异构课件 新人教版选修32.ppt

第四章电磁感应 学案4法拉第电磁感应定律 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 甲中电池作为电源 乙中螺线管作为电源 有电源就有电动势 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感应电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源 2 感应电动势与感应电流的关系 有感应电流一定存在感应电动势 有感应电动势不一定存在感应电流 要看电路是否闭合 感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关 导线运动的速度越快 产生感应电流越大 磁铁插入的速度越快 感应电流就越大 结论 一 感应电动势 二 法拉第电磁感应定律 1 内容 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 取绝对值 不涉及正负 感应电流的方向另行判断 物理量都取国际单位 2 公式 n为线圈的匝数 表示磁通量变化的快慢 b不变 s发生变化 s s2 s1 s不变 b发生变化 b b2 b1 3 应用 用公式求e的几种常见情况 如果b s都变化呢 二 法拉第电磁感应定律 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 25v 16v 1 6v 1 三 导体切割磁感线运动时的电动势 导体ab处于匀强磁场中 磁感应强度是b 长为l的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线 求 产生的感应电动势 s lv t 产生的感应电动势为 b s blv t v是相对于磁场的速度 1 v b v l l b 两两垂直 平均值或瞬时值 l应为有效长度 分析 找有效速度 为v与b夹角 2 v b v l l b 3 v与b成角 v l l b e 0 v 三 导体切割磁感线运动时的电动势 找有效长度 4 v b l b 导体棒不是直线 三 导体切割磁感线运动时的电动势 求下面图示情况下 a b c三段导体两端的感应电动势各为多大 e blv 三 导体切割磁感线运动时的电动势 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 角 求金属棒ab产生的感应电动势 e blvsin 2 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 匀速转动 磁场的磁感应强度为b 求杆oa两端的电势差 5 导体棒转动 三 导体切割磁感线运动时的电动势 1831年10月28日 法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机 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 20rad s 求 棒产生的感应电动势有多大 3 解法2 取棒中点的速度代表棒的平均速度 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 20rad s 求 棒产生的感应电动势有多大 3 四 两个公式的对比 求平均感应电动势 t近于0时 e为瞬时感应电动势 求平均感应电动势 v是平均速度 求瞬时感应电动势 v是瞬时速度 五 反电动势 v 此电动势阻碍电路中原来的电流 故称之为反电动势 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 五 反电动势 1 能量转化 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能 电能转化为机械能 2 说明 正因为反电动势的存在 所以电动机中欧姆定律不成立 电动机停止转动时就没有了反电动势 电动机可能会因电流过大烧毁 五 反电动势 1 穿过一个电阻为1 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2vb 线圈中的感应电动势一定是2vc 线圈中的感应电流一定是每秒减少2ad 线圈中的感应电流一定是2a 不变 不变 2 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0b 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0d 线圈中a时刻感应电动势大于b时刻感应电动势 斜率表示 的变化率 3 有一面积为s 100cm2的金属环 电阻为r 0 1 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 4 如图所示 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有半径为r的光滑半圆形导体框架 oc为一端绕o