资源简介

(共28张PPT)
第二章 电磁感应
第二节 法拉第电磁感应定律
奥斯特梦圆 :
“电”生“磁”
(机遇总是垂青那些有准备的人）
法拉第心系：
“磁”生“电”
（成功总是属于那些坚持不懈的人）
CONTENTS
目录
感应电动势
01
法拉第电磁感应定律
02
巩固提升
04
导线切割磁感线时的感应电动势
03
新课导入
【问题1】电路中要有电流，就需要一个电源，电源有两个重要参数，一个是内电阻，另一个是什么？
电动势
【问题2】电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，感应电路中有没有电源？这个电源在哪里？
有电源，产生电磁感应的部分就是电源。比如，动生现象中切割磁感线的导体，感生现象中变化磁场穿过的线圈。
【问题3】感应电源的电动势的方向是怎样的呢？
I
v
楞次定律
右手定则
感应电动势
PART 01
感应电动势
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势;
2.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。
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。
甲
产生电动势的线圈相当于电源
电磁感应的实质
磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.（产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力）
总结：
感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。
感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？
法拉第电磁感应定律
PART 02
探究影响感应电动势大小的因素
实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。
探究影响感应电动势大小的因素
实验过程
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
线圈匝数：200
下落高度：30厘米
15
31？
感应电流大小与磁铁个数成正比
？
2个
探究影响感应电动势大小的因素
实验过程
2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系
线圈匝数：200
磁铁个数：2个
18
36 ？
感应电流大小与磁铁运动速度成正比
？
探究影响感应电动势大小的因素
实验过程
3、感应电流大小与线圈匝数的关系
磁铁个数：2个
下落高度：30厘米
15
31 ？
感应电流大小与线圈匝数成正比
？
200
法拉第电磁感应定律
1.内容：闭合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。
线圈有n匝
2.公式:
3.注意：
（1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。
（2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。
表示磁通量变化的快慢
物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
磁通量变化△Ф
磁通量变化率ΔΦ/Δt
理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
某一时刻穿过回路的磁感线的条数
无直接关系
一段时间内穿过回路的磁通量的变化了多少
产生感应电动势的条件
穿过回路的磁通量变化的快慢
决定感应电动势的大小
法拉第电磁感应定律
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？
ω
动生电动势
感生电动势
导线切割磁感线时的感应电动势
PART 3
思考与讨论
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。
回路在时间Δt内增大的面积为：
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
穿过回路的磁通量的变化为
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（v⊥B）
（v⊥杆）
那要是B、L、v不垂直怎么计算呢？
思考与讨论
如果将与B的方向夹角为θ速度按右图中所示分解在与磁场垂直和与磁场平行方向上，他们各自的产生电动势是多少？
①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感线的分量：v2=vcosθ
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
θ=0时
平行：E＝0
θ=90° 时
垂直：E=BLv
（无切割）
v1
匀强磁场
v 、B、L两两垂直
导线切割磁感线时的感应电动势
④ l 应为有效长度
③若v//B，则E=0
1.公式：
②若导体斜割：
注意：
①此公式只适用于双垂直切割
（v⊥B）
（v⊥杆）
θ为v与B夹角
2.方向：
若v//杆，则E=0
由等效电源的负极流向正极
普遍适用
磁场变化：
面积变化：
S：线圈内部磁场的面积
导体切割磁感线运动
回路中产生的感应电动势
相互垂直
某部分导体电动势
研究对象
物理意义
Δt：某一段时间，
平均感应电动势
v：瞬时速度，
瞬时感应电动势
v
ΔΦ=0
E＝BLv≠0
→0
瞬时
E＝BLv
↓
平均速度
平均
导线切割磁感线时的感应电动势
3. l 为切割磁感线的有效长度
E=Blvsinθ
感应电动势：
E=Bvlsinθ
l ：导线垂直于运动方向上的投影。
速度v为平均值(瞬时值)： E就为平均值(瞬时值)
v
θ
vsinθ
vcosθ
l
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
L
× × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
v
θ
L
导线切割磁感线时的感应电动势
× × × × × × × × × × × × × × ×
O
A
L
4.转动切割
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 。
v
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。
右手定则：φA>φO
× × × × × × × × × ×
导线切割磁感线时的感应电动势
5.线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E 。
（1）线圈处于如图所示位置
（2）当线圈转过θ 时，电动势
导线切割磁感线时的感应电动势
（3）线圈以图示情形运动时
B
L
ω
O'
O
l1
l2
E1
E2
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
5.线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E 。
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？
F1=qv1B，向上
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
× × × × B
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
v1
F1=qv1B
v2
F2=qv2B
－－
＋＋
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，
洛伦兹力永远不做功
F洛
v
做功代数和为0.
思考与讨论
电磁感应现象中的洛伦兹力：
F电
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。
思考与讨论
课堂总结
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律
右手定则
感应电动势
（v⊥B）
（v⊥杆）

展开更多......

收起↑