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3-2.ppt
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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,SS2-S1:,S不变,B发生变化,BB2-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=Lvt,产生的感应电动势为:,=BS,=BLvt,V是相对于磁场的速度,1、VB,VL,LB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、VB,VL,LB,3、V与B成角,VL,LB,E=0,v,三、导体切割磁感线运动时的电动势,找有效长度。,4、VB,LB,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=1.010-3T,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=1.010-3T,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S100cm2的金属环,电阻为R0.1,环中磁场变化规律如图所示,磁场方向垂直环面向里,则在t1t2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点在框架上滑动的导体棒,OA之间连一个阻值为R的电阻(其余电阻都不计),若使OC以角速度匀速转动。试求:(1)图中哪部分相当于电源?(2)感应电动势E为多少?(3)流过电阻R的电流I为多少?,导体棒OC,谢谢观看!,- 配套讲稿:
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