高中选修第二册物理《2 法拉第电磁感应定律》PPT课件2-统编人教版.ppt

2023/12/124.4 4.4 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律2023/12/12【复习提问复习提问】在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？（1 1）闭合回路）闭合回路（2 2）磁通量发生变化）磁通量发生变化恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）电路闭合）电路闭合（2）电源提供电动势）电源提供电动势在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向.2023/12/12【新课提问新课提问】问题问题1 1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势只要能确定既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了 问题问题2 2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,电路中是否都有电流电路中是否都有电流?为什么为什么?、有感应电流、有感应电流,是谁充当电源是谁充当电源?、若图中电路是断开的，有无感应电流？有无感应电动势？、若图中电路是断开的，有无感应电流？有无感应电动势？有，因磁通量有变化有，因磁通量有变化 由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。

由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源电路断开，肯定无电流，但有电动势电路断开，肯定无电流，但有电动势2023/12/12在电磁感应现象中产生的电动势称在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势感应电动势产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当于电源相当于电源2023/12/12感应电动势与感应电流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是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势势2023/12/12思考与讨论思考与讨论感应电动势的大小跟哪些因素有关？感应电动势的大小跟哪些因素有关？2023/12/12探究感应电动势大小的影响因素探究感应电动势大小的影响因素（1 1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测）（2 2）探究要求：）探究要求：、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。

迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管 分别记录表针的最大摆幅；分别记录表针的最大摆幅；（3 3）、探究问题：）、探究问题：问题问题1 1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？问题问题3 3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？2023/12/12变化变化产生产生E E产生产生I I 总电阻一定时，总电阻一定时，E E越大越大，I I越大，越大，指针偏转越大指针偏转越大变化的快慢不同变化的快慢不同 都发生了变化都发生了变化问题问题1 1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？有什么关系？问题问题3 3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？慢插入有什么相同和不同？从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同不同不同都产生了都产生了I I产生的产生的I I大小不等大小不等2023/12/12当磁通量变化相同时当磁通量变化相同时,所用时间越短所用时间越短,感应电流感应电流就越大就越大,表明感应电动势越大表明感应电动势越大.感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关关，即与磁通量的变化率有关.分析与论证分析与论证结论结论磁通量的变化率磁通量的变化率2023/12/12区别区别:磁通量磁通量、磁通量变化磁通量变化、磁通量：磁通量：表示穿过某一面积的磁感线的条数表示穿过某一面积的磁感线的条数磁通量变化：磁通量变化：=21磁通量变化率：磁通量变化率：磁通量的变化率磁通量的变化率ttDF=D2023/12/12 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一、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电路的磁通量变化率/t/t成正比成正比【法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律】2 2、数学表达式、数学表达式（国际单位时）（国际单位时）若有若有n n匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有n n个电源串联，总电动势为：个电源串联，总电动势为：注意：公式中注意：公式中应取绝对值应取绝对值,不涉及正负不涉及正负.2023/12/12【导体做切割磁感线运动感应电动势计算导体做切割磁感线运动感应电动势计算】例题例题1：如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强磁场处于匀强磁场中，导轨宽为，磁感应强度是中，导轨宽为，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割匀速切割磁感线，求产生的感应电动势磁感线，求产生的感应电动势.解：回路在时间解：回路在时间tt内增大的面内增大的面积为：积为：S=LvtS=Lvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BS=BLvt=BLvt（V V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）abE=BLV (B,L,VE=BLV (B,L,V两两垂直两两垂直)Gabvom2023/12/12v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：说明：1 1、导线的长度、导线的长度L L应为有效长度应为有效长度2 2、导线运动方向和磁感线平行时，、导线运动方向和磁感线平行时，E=0E=03 3、速度、速度V V为平均值（瞬时值），为平均值（瞬时值），E E就为平均值就为平均值（瞬时值）（瞬时值）2023/12/12P=w/tP=w/t一般表达式一般表达式对应一段时间对应一段时间求平均值求平均值E=nE=n/t t一般表达式一般表达式对应一段时间对应一段时间求平均值求平均值P=FVP=FV导出式导出式对应瞬时速度对应瞬时速度对应平均速度对应平均速度求瞬时值求瞬时值求平均值求平均值E=nBLVE=nBLV导出式导出式对应瞬时速度对应瞬时速度对应平均速度对应平均速度求瞬时值求瞬时值求平均值求平均值公式的比较公式的比较2023/12/12例题例题1.1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势动势 一定越大一定越大B.B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大势一定越大C.C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大电动势一定越大D.D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大电动势越大D2023/12/12例题例题2.2.一个匝数为一个匝数为100100、面积为、面积为10 cm10 cm2 2的线圈垂直磁场放置，在的线圈垂直磁场放置，在0.5 0.5 s s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1 T1 T增加到增加到9 T9 T。

求线圈中的感应电动势求线圈中的感应电动势解：由电磁感应定律可得解：由电磁感应定律可得E=nE=n/tt 由由 联立可得联立可得E=n E=n/t t 代入数值可得代入数值可得.2023/12/12小结：小结：1.1.产生感应电动势的条件产生感应电动势的条件2.2.感应电动势的大小感应电动势的大小:E=B L VE=B L V2023/12/12 练习、在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁练习、在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为场放置一个面积为0.1 m0.1 m2 2的圆环在的圆环在0.2 s0.2 s内磁场的磁内磁场的磁感应强度由感应强度由0 0增大到增大到0.30.3特，求圆环中的平均感应电动特，求圆环中的平均感应电动势解：已知解：已知tt0.2 s0.2 s原磁通量原磁通量=B=B1 1S=0 S=0 现磁通量现磁通量=B=B2 2S=0.03 S=0.03 0.03 0.03 由电磁感应定律可得由电磁感应定律可得E=n/E=n/t t代入数值可得代入数值可得0.150.15。