《2017-2018学年高中物理4.4法拉第电磁感应定律课件新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理4.4法拉第电磁感应定律课件新人教版选修3-2（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1理解感应电动势的概念。理解感应电动势的概念。2理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够 运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电 动势的大小。动势的大小。3能够运用能够运用EBlv或或EBlvsin 计算导体计算导体 切割磁感线时的感应电动势。切割磁感线时的感应电动势。4会用楞次定律或右手定则判断感应电动势会用楞次定律或右手定则判断感应电动势 的方向。的方向。 读教材读教材填要点填要点 1感应电动势感应电动势 (1)定义：在定义：在 现象中产生的电动势。现象中产生的电动势。 (2)感应电动势与感应电流的关系：感应电动势与感应电流
2、的关系： 产生感应电动势的部分相当于产生感应电动势的部分相当于 ，闭合导体回路，闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不闭合，则没中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不闭合，则没有有 ，但仍有，但仍有 。电磁感应电磁感应电源电源感应电流感应电流感应电动势感应电动势磁通量的变化率磁通量的变化率韦伯韦伯伏特伏特 3导线切割磁感线时的感应电动势导线切割磁感线时的感应电动势 (1)导线垂直于磁场运动，导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图两两垂直时，如图441所示，所示，E 。 图图441图图442 (2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方导线的运动方向与导线本身垂直，但
3、与磁感线方向夹角为向夹角为时，如图时，如图442所示，所示，E 。BlvBlvsin 4反电动势反电动势 (1)定义：电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，定义：电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称它为这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称它为反电动势。反电动势。 (2)作用：阻碍线圈的转动。作用：阻碍线圈的转动。 (3)能量转化：反电动势阻碍转动的过程即为电路中电能量转化：反电动势阻碍转动的过程即为电路中电能转化为其他形式能的过程。能转化为其他形式能的过程。 关键一点关键一点反电动势是电动机转动时线圈切割磁感反电动势是电动机转动时线
4、圈切割磁感线运动时产生的，电动机工作时，因有反电动势存在，所线运动时产生的，电动机工作时，因有反电动势存在，所以欧姆定律不能直接使用。以欧姆定律不能直接使用。试身手试身手夯基础夯基础 1. 下列几种说法正确的是下列几种说法正确的是 ()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势 一定越大一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定 越大越大C线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动 势一定越大势一定越大D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动
5、势线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势 一定越大一定越大解析：解析：依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量无关、与磁通量的变化量无关，与线圈匝数和磁通通量无关、与磁通量的变化量无关，与线圈匝数和磁通量的变化率成正比。因此，选项量的变化率成正比。因此，选项A、B都是错误的。磁场都是错误的。磁场的强弱与感应电动势也无关，所以，选项的强弱与感应电动势也无关，所以，选项C也是不对的。也是不对的。线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越大，大， 依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通依
6、据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动势越大，故选项势越大，故选项D是正确的。是正确的。答案：答案： D2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb，则，则 ()A线圈中感应电动势每秒增加线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减小线圈中感应电动势每秒减小2 VC线圈中无感应电动势线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势大小不变线圈中感应电动势大小不变解析：解析：因线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率因线圈的磁通量均匀变化，所
7、以磁通量的变化率/t为一定值，又因为是单匝线圈，据为一定值，又因为是单匝线圈，据E/t可知可知选项选项D正确。正确。答案：答案： D3试写出如图试写出如图443所示的各种情况下，导线中所产所示的各种情况下，导线中所产生的感应电动势的表达式生的感应电动势的表达式(导线长均为导线长均为l，速度为，速度为v，磁，磁感应强度为感应强度为B，图丙中导体垂直纸面，图丙中导体垂直纸面)。图图443解析：解析：图甲中导线的速度与图甲中导线的速度与B在同一平面内，故图甲中感应电在同一平面内，故图甲中感应电动势动势E10。图乙中磁感应强度图乙中磁感应强度B、导线、导线l、导线的速度、导线的速度v相互垂直，故相互垂
8、直，故E2Blv。图丙中导线与图丙中导线与B平行，导线运动时不切割磁感线，故平行，导线运动时不切割磁感线，故E30。答案：答案：甲：甲：E10乙：乙：E2Blv丙：丙：E30答案：答案：81028物理量物理量单单位位物理意物理意义义计计算公式算公式磁通量磁通量Wb表示某表示某时时刻或某位置刻或某位置时时穿穿过过某一面某一面积积的磁感的磁感线线条数的多少条数的多少BS，S表表示示S在与在与B垂直方垂直方向上的投影向上的投影磁通量的磁通量的变变化量化量Wb表示在某一表示在某一过过程中穿程中穿过过某一面某一面积积的磁通量的磁通量变变化化的多少的多少21BS或或SB 1一个一个200匝、面积为匝、面积
9、为20 cm2的线圈，放在磁场中，的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在角，若磁感应强度在0.05 s内内由由0.1 T增加到增加到0.5 T，在此过程中磁通量变化了多少？磁，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？少伏？答案答案4104 Wb8103 Wb/s1.6 V 1对公式对公式EBlvsin 的理解的理解 (1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导线运动速度为用来求导线运动速度为
10、v时的瞬时电动势，随着时的瞬时电动势，随着v的变化，的变化，E也相应变化；若也相应变化；若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均感应电动势。为平均感应电动势。 (2)当当B、l、v三个量方向互相垂直时，三个量方向互相垂直时，90，感应电，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，0，感应，感应电动势为零。电动势为零。 (3)式中的式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，导线不和磁场垂直，l应是导线在磁场垂直方向投影的长度，应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲
11、的，如图如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图444所示，则应取所示，则应取与与B和和v垂直的等效直线长度，即垂直的等效直线长度，即ab的弦长。的弦长。图图444 公式中的公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。图图445 2(2012四川高考四川高考)半径为半径为a右端开小右端开小口的导体圆环和长为口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位的导体直杆，单位长度电阻均为长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，个内部区域分布
12、着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为磁感应强度为B。杆在圆环上以速度。杆在圆环上以速度v平行平行 图图446于直径于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心接触，从圆环中心O开始，杆的位置由开始，杆的位置由确定，如图确定，如图446所示，则所示，则 ()思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)导体圆环右端开小口对电路的影响；导体圆环右端开小口对电路的影响；(2)取不同值时杆切割磁感线的有效长度。取不同值时杆切割磁感线的有效长度。 答案答案AD 求解导线切割磁感线产生的感应电动势时，首先要求解导线
13、切割磁感线产生的感应电动势时，首先要弄清弄清B与与l是否垂直，并正确运用公式，另外要注意对切是否垂直，并正确运用公式，另外要注意对切割磁感线的有效长度割磁感线的有效长度l的理解。的理解。 名师点睛名师点睛 (1)产生感应电动势的导体相当于电源，感应电动势产生感应电动势的导体相当于电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。于电源的内阻。 (2)求解电路中通过的电荷量，一定要用平均电动势求解电路中通过的电荷量，一定要用平均电动势和平均电流计算。和平均电流计算。 3如图如图447(a)所示，一个电阻值为所示，一个电阻
14、值为R，匝数为，匝数为n的的圆形金属线圈与阻值为圆形金属线圈与阻值为2R的电阻的电阻R1连接成闭合回路。线圈连接成闭合回路。线圈的半径为的半径为r1。在线圈中半径为。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间随时间t变化的关变化的关系图线如图系图线如图447(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别所示，图线与横、纵轴的截距分别为为t0和和B0。导线的电阻不计，求。导线的电阻不计，求0至至t1时间内时间内图图447(1)通过电阻通过电阻R1上的电流大小及方向。上的电流大小及方向。(2)通过电阻通过电阻R1上的电量上的电量q。思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)产生感应电动势的有效面积为产生感应电动势的有效面积为r。(2)该回路中各部分的电阻大小及等效电路图。该回路中各部分的电阻大小及等效电路图。 解决与电路相联系的电磁感应问题时，关键是求出解决与电路相联系的电磁感应问题时，关键是求出回路的感应电动势，有时候还要正确画出等效电路图。回路的感应电动势，有时候还要正确画出等效电路图。
