1.3 法拉第电磁感应定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理教科版选修3-2

§1.3 法拉第电磁感应定律 物理组：郭建强 自学思考 1、如何计算感应电动势？ 2、产生感应电动势常见的方式有几种？ 3、这几种产生的感应电动势的计算公式是怎样的？ 4、公式中每个符号所表示的物理意义是什么？ 5、如何利用这几种公式计算感应电动势？ 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 甲 N S 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 比较甲、乙两电路 思考：1、电路中有电流的条件是？ 2、产生感应电流的条件是？ 产生电动势的那部分导体相当于电源 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感应电动势（E）。产生感应电动势的那部分导体就是电源。 2、条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势。 闭合电路 思考：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？ 感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。 讨论交流： 感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 实验探究 实验现象： 1、磁通量的变化 都产生了E(I) 2、磁通量变化的快慢不同 磁通量变化越快，感应电动势越大 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变化率△Φ/ △t成正比． 2、表达式 取国际单位：V、Wb、s时，k=1 注意：公式中△Φ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。 理解1：Ф 、ΔΦ、 ΔΦ/Δt与感应电动势之间的关系 物理意义 与E感的关系 与匝数的关系 磁通量Ф 磁通量变化ΔΦ 磁通量变化率ΔΦ/Δt 穿过回路的磁感线的条数 无直接关系 无关 穿过回路的磁感线的条数变化量 产生感应电动势的条件 无关 穿过回路的磁通量变化的快慢 决定感应电动势的大小 无关 理解2：该公式求的是△t时间内的平均感应电动势；当△t趋近于0时，为瞬时电动势 Φ/10-2Wb t/s 0.3 0 1 2 0.6 单匝矩形线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示 练一练： 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。 25V 16V 8 8 例题一、图中a～d所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是 (　　)． A．图a中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图b中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图c中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在 t1～t2时间内产生的感应电动势 D．图d中回路产生的感应电动势先变小再变大 D × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 例题二、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？ a b ΔΦ=BΔS ΔS=LvΔt ΔΦ=BLvΔt E=BLv 理解注意： ①B为匀强磁场中磁感应强度 ②v为导体垂直切割磁场的相对速度 v、B、L两两互相垂直 ③v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势 v为平均速度，则E为平均感应电动势 三、导体切割磁感线产生的感应电动势 θ v B v1 v2 导线的长度L应为有效长度 导线运动方向和磁感线平行时, E=0 θ为v与B夹角 思考：若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角 思考讨论： 例题三、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为d，金属棒ab如图放置，在垂直于B的平面内运动，且速度v与L垂直，求金属棒ab产生的感应电动势。 E=Bdv/sinθ 练习1、在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运动过程中产生的感应电动势（　　） A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断 C 例题四、如图所示,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ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆产生的电动势多大. 练习2、如图所示、导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为 (　　) A．BωR2 B．2BωR2 C．4BωR2 D．6BωR2 C 练习3、如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平