高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应第二节 法拉第电磁感应定律完美版ppt课件
展开(1)什么是电磁感应现象?
(2)产生感应电流的条件是什么?
(3)下图所示的两个电路,闭合电路,电流表指针都能发生偏转,请比较两个电路的异同。
闭合回路的磁通量发生变化
试从本质上比较甲、乙两电路有何异同?
相同点:两电路都是闭合的,有电流
不同点:甲中有电池(电源),乙中有螺线管(相当于电源)
产生电动势的线圈相当于电源
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。 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。3、方向判断:在内电路中,由电源的负极指向正极,跟内电路的电流方向一致。
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。
猜想:感应电动势的大小可能跟磁通量的变化快慢有关。
影响感应电动势大小的因素
磁通量变化量∆Φ = Φ2 – Φ1
则在∆t = t2- t1时间内,
设在t1时刻的磁通量为Φ1,在t2时刻的磁通量为Φ2,
实验结论:感应电动势的大小由磁通量变化率决定。
1、内容:电路中感应电动势的大小,与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的比较
某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数
穿过某个面的磁通量的变化
表示磁场中穿过某个面的磁通量变化的快慢
1、内容:电路中感应电动势的大小,与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
3、感应电动势的单位:伏特(V)
【说明】①ΔΦ取绝对值,不涉及正负;②E为平均值,方向另行判断。
公式 的变形:
回路在时间t内增大的面积为:
穿过回路的磁通量的变化为:
(v是相对于磁场的速度)
导体切割磁感线时的感应电动势
如图所示闭合线框一部分导体bc长L,处于匀强磁场中,磁感应强度是B,bc以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势。
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)
【注意】1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0。2、导线的长度L应为有效长度(如果不是直导线,则L为导体首尾相连的线段在垂直于速度方向上的投影)。3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值)。
例题1:如图,匀强磁场的磁感应强度为B,长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动,速度v与L成θ角,求金属棒ab产生的感应电动势。
在磁场中运动的一段导体
若速度为平均速度,求的是平均时电动势;若速度为瞬时速度,求的是瞬时电动势。
只适用于一段导体切割磁感线的情况
【例题2】设匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒MN的长度为l,在水平外力作用下以速度v水平向右匀速运动,电阻值为R,不计其它电阻和摩擦。
① 导体棒产生感应电动势?回路中的感应电流?
感应电动势 E = Blv
② 在时间 t 内,电路中产生多少电能?
③ 导体棒受到的安培力的大小?方向?
安培力
④ 作用在导体棒上的外力F的大小?方向?
⑥ 运动过程中,外力做功、安培力做功与电路 中产生的电能有什么关系?
综合②⑤分析:外力做功等于克服安培力做功,等于电路中产生的电能。
⑤ 在时间 t 内,外力F 做功?安培力 做功?
1.下面是几名同学对于感应电动势的认识,他们的观点正确吗?为什么?同学甲:穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零.同学乙:穿过线圈的磁通量的变化量越大,感应电动势越大.同学丙:感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比
三名同学的观点均是错误的.
2.如图所示,A、B两个闭合线圈是用同样的导线制成的,其匝数均为10匝,半径RA=2RB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场.(1)线圈A、B中产生的感应电动势之比是多少?(2)线圈A、B中产生的感应电流之比是多少?
3.正在转动的电风扇叶片由于某种原因被卡停时,往往过一段时间就会发出焦煳味,出现电动机被烧坏的现象. 请结合如图所示的风扇中使用的直流电动机模型,分析出现这种现象的原因.
解:电风扇由于某种原因被卡停,对旋转磁场产生阻力,电阻较小的电感线圈直接接在电源两端,电感线圈中电流增大,铜丝外层包裹的绝缘漆就会因过热软化,甚至脱落,严重时会造成短路。因此会有烧焦味,出现电动机被烧坏的现象。
4.半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中,以速度v向右匀速运动时,求半圆形导线产生的感应电动势E。
E = B·2R·v=2BRv
有效长度---弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度
半圆形导线产生的感应电动势
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