物理人教版 (2019)法拉第电磁感应定律教学课件ppt

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利用磁场产生电流的现象
问题1：什么叫电磁感应现象？
问题2：产生感应电流的条件是什么？
问题3：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。
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。与电路是否闭合无关。
3. 感应电动势与感应电流：只要磁通量变化，电路中就产生感应电动势；若电路又闭合，电路中就有感应电流.
1. 定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
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。
磁铁插入的速度越快，感应电流越大，说明了什么?
感应电动势与磁通量的变化率有关
影响感应电动势大小的因素
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。
1. B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1：
2. S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1：
3. 应用：用公式 求E的二种常见情况：
4.磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ，磁通量的变化率的比较
例1.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(　)
1. 当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是(　　) A. 线圈中一定有感应电流 B. 线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量成正比 C. 线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比 D. 线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比
2.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述正确的是(　　)
A. 图甲中回路产生了感应电动势，且恒定不变B. 图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C. 图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的 感应电动势D. 图丁回路产生的感应电动势先变小后变大
3.如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1 000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1 Ω。在线圈外接一阻值R＝4 Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。求：
(1)0～4 s内，回路中的感应电动势；(2)t＝5 s时，a、b两点哪点电势高？(3)t＝5 s时，电阻R两端的电压U。
如图将矩形导体框CDMN放在磁感应强度为 B的匀强磁场里，线框平面与磁感线垂直。设线框可动部分MN 的长度为l，它以速度v水平向右运动，求产生的感应电动势大小。
根据法拉第电磁感应定律：
Δt时间内回路面积增大∆S
穿过回路的磁通量变化：
当v // B 时，E = 0
当v⊥B 时，E = Blv
v1 = vsin θ
v2 = vcs θ
∴ E = Blvsin θ
当v与B 夹角为θ时，
E = Blvsin θ
L ⊥ B 且L ⊥ V
当v // L 时，E = 0
当v⊥L 时，E = Blv
当v与L 夹角为θ时，
B ⊥ L 且B ⊥ V
V ⊥ L 且V ⊥ B
当B // L 时，E = 0
当B⊥L 时，E = Blv
导体棒的运动方向为垂直纸面向外
(1)对l的理解l为导线切割磁感线时的有效长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长。
例2.在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是(　　)
A.乙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁D.只有乙
(2)对θ的理解当B、l、v三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势为零。
(3)对v的理解①v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；②若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势。
对比两种求感应电动势的方法
例3.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为(　　) A.c→a，2∶1 B.a→c，2∶1 C.a→c，1∶2 D.c→a，1∶2
思考：如图所示，长为l的导体棒ab以a为圆心，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，其感应电动势大小。
例5. 如图所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO‘匀速转动,磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷。设整个回路电阻为R,当铜盘匀速转动角速度为ω时，通过电阻的电流为____________。
例6.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为