高中物理第六章 电磁感应定律第二节 法拉第电磁感应定律优秀ppt课件

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问题1：产生感应电流的条件是什么？
问题2：楞次定律的内容是什么?
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。
即： 增反减同、来拒去留、增缩减扩。
问题：试从本质上比较甲、乙两电路的异同
既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源
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：
①有感应电流一定存在感应电动势；
②有感应电动势不一定存在感应电流。（要看电路是否闭合）
3.感应电动势的大小跟哪些因素有关？
（1）部分导体切割磁感线
穿过线圈的磁通量变化越快感应电流越大
（2）条形磁铁穿插螺线管
（3）通电螺线管穿插螺线管
产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
1、感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系
2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系
3、感应电流大小与线圈匝数的关系
探究：穿过线圈的磁通量变化快慢与感应电流大小的关系
感应电流大小与磁铁个数成正比
线圈匝数：200下落高度：30厘米
2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系：
感应电流大小与磁铁运动速度成正比
线圈匝数：200磁铁个数：2个
3、感应电流大小与线圈匝数的关系：
感应电流大小与线圈匝数成正比
磁铁个数：2个下落高度：30厘米
德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出电磁感应的规律。
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Δφ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。
判断正误：(1)产生感应电动势，不一定产生感应电流。( 　　)(2)感应电动势的大小与磁通量大小有关。( 　　 )(3)磁通量变化越大，感应电动势也越大。( 　　)(4)感应电动势E和磁通量Φ均与线圈匝数有关。(　　　 )
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
某一时刻穿过回路的磁感线的条数
一段时间内穿过回路的磁通量的变化了多少
穿过回路的磁通量变化的快慢 
(多选)在电磁感应现象中，下列说法正确的是(　　)A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化B．感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反C．穿过闭合电路的磁通量越大，电路中的感应电流也越大D．穿过电路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大
【解析】根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化，故A正确。由楞次定律可知：原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与引起它的磁场方向相同，故B错误。穿过闭合电路的磁通量越大，但磁通量变化率不一定越大，所以根据法拉第电磁感应定律知感应电动势不一定越大，感应电流也就不一定越大，故C错误。穿过电路的磁通量变化越快，磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律知感应电动势也越大，故D正确。
①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ：
②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ：
4.应用:用公式 求E的几种常见情况：
③如果B、S都变化呢？
如图所示，在水平桌面上固定有宽度为d、电阻可忽略的U形导轨；均匀磁场的方向垂直于U形导轨平面，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0（1+kt），式中B0、k为大于零的常量。在与导轨左端相距l处放置一垂直于导轨的光滑导体棒，并用外力将其固定。导体棒的质量为m，阻值为R，与导轨接触良好。（1）求回路中感应电流的大小；（2）在t=t0时撤去外力，求撤去外力瞬间导体棒所受安培力的大小。
三、导体切割磁感线运动时的电动势
那要是B、L、v不垂直怎么计算呢？
把速度v分解为两个分量：
①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感线的分量：v2=vcsθ
只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，于是产生感应电动势：
E=BLv1=Blvsinθ
三、导体切割磁感线时的感应电动势
速度v为平均值(瞬时值)： E就为平均值(瞬时值)
2.l为切割磁感线的有效长度
l：导线垂直于运动方向上的投影。
× × × × × × × × × × × × × × ×
３.如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。
　　由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。
× × × × × × × × × ×
1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机。
（1）线圈处于如图所示位置
（2）当线圈转过θ 时，电动势
4.线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E。
（3）线圈以图示情形运动时
线圈以此位置为初始位置，经过时间t,转过角度ωt时：
1、适用于线圈绕垂直于磁场的轴的转动，与轴的位置无关。
2、与线圈平面形状无关
3、线圈从平行于磁场的位置开始计时
判断正误：(1)导线运动的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时，感应电动势为零。( 　 )(2)导线运动的速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时，感应电动势最大。( 　 )(3)一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个电源。 ( 　)(4)动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关。 ( 　 )
S：线圈内部磁场的面积
回路中产生的感应电动势
①导体棒以v1向右运动，洛伦兹力F1什么方向？
②正电荷向什么方向运动？
③以v2向上运动，受不受洛伦兹力？
为讨论方便设自由电荷为正电荷
正电荷除了向右运动，还要向上运动
受洛伦兹力 F2=qv2B，向左
电磁感应现象中的洛伦兹力：
④F1、F2各做什么功？
F1做正功、F2做负功，
①自由电荷合运动是斜向上的。
②当F1=F电时，自由电荷不再做定向移动。
③CD　棒相当于电源，C　端电势高，相当于电源正极。
由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。非静电力是洛伦兹力。
1.关于线圈中的感应电动势，下列说法中正确的是（ ）A.线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越大，线圈中的感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化越快，线圈中的感应电动势越大
2、（多选）如图所示，n=100匝的线框垂直放在匀强磁场中，线框面积为S=0.2m2，线框的总电阻为R=20 Ω，若磁场的磁感应强度在t=2s的时间内由1T增加到5T，则下面说法正确的是( )A．线框中的感应电流方向是顺时针B．线框中的感应电流方向是逆时针C．产生的感应电动势大小为E=0.4 VD．产生的感应电流大小为I=0.4 A