4.4法拉第电磁感应定律--课件

选修3-21．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2．在恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？温故知新NS甲乙产生电动势的那部分导体相当于电源既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.一、感应电动势2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质.探究实验：影响感应电动势大小的因素实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。问题1、电流表指针偏转原因是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？问题2：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？磁通量变化的快慢不同磁通量的变化相同都产生了E(I)产生的E(I)大小不等从条件上看从结果上看相同不同小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率来描述，即可表示为t实验检验：实验结论越大，感应电流I越大，感应电动势E越大。t进一步猜想：感应电动势的大小很可能与磁通量的变化率有关，并且成正比。二、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定律内容tEtkE取适当单位则k=1tnE线圈由1匝n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无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少磁通量变化率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1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？2、磁通量变化大，电动势一定大吗？产生感应电动势的条件a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化。此时：b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化。此时：2、用公式求E的二种常见情况：tΦnEtSBnEtBSnE（动生电动势）（感生电动势）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0.07Wb。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2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。课堂练习•例4、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。VVt5.01.010.015.0VtnE100AREI2巩固练习•例5、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？tERtIqWbBS001.0CRq01.0RtREI××××××××××××××××××××××××Gabv三、导体切割磁感线时的感应电动势导体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ab分析：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔStΦE=BLvΔtttBLvBLvEV是相对于磁场的速度平均值或瞬时值L应为有效长度V2V1θvB若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)θ为v与B夹角sin1BLvBLvE四、对比两个公式tnEsinBLvE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是瞬时速度如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？思考与讨论四、反电动势EFSN电机转动1、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。tΦEtΦnE课堂小结当有N匝线圈时当单匝线圈时2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义3、用公式求E的二种常见情况：tΦnE4、反电动势