法拉第电磁感应定律.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,理论,实践,第四章 电磁感应,4.4,法拉第电磁感应定律,创新,问题,1,：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？,问题,2,：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？,（,1,）闭合电路；,（,2,）有电源,产生感应电流的条件是：,（,1,）闭合电路；（,2,）磁通量变化。,利用,磁场产生电流,的现象,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,实验探究三,有感应电流，有电动势存在。,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,：用导线切割磁感线，产生感应电流的实验中，导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流越大,实验探究,1:,感应电动势2,实验,2,：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,3,实验探究,3,:,感应电动势,1,精确实验表明：,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。这就是,法拉第电磁感应定律。,得出,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,（,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，,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,物理意义,与电磁感应关系,磁通量,穿过回路的磁感线的条数,多少,没有直接关系,磁通量变化,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,/t,穿过回路的,磁通量,变化的快慢,决定,感应电动势的,大小,、,、,/t,的意义,后来,磁通量,减开始,磁通量,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,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,不变！,不变！,2,、匝数为,n,200,的线圈回路总电阻,R,50,，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,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,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=0.5,，单匝线圈的面积为,30cm,2,。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,4,、有一面积为,S,100cm,2,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,t,1,t,2,时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？,例与练,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,的变化率,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,a,1,b,1,，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化,=BLvt,，由法拉第电磁感应定律得：,（,2,）切割方向与磁场方向成,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：,对切割有贡献,对切割无贡献,所以：,4,、导体切割磁感线感应电动势大小,匀强磁场,v,、,B,、,L,两两垂直,说明：公式,E=/t,，,E=n/t,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）,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,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：,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,R,1,3,，,R,2,6,，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,R,1,、,R,2,的电流大小。,例与练,A,R,2,V,B,R,1,学如逆水行舟 不进则退,