高中物理 4.5法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修3-2

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人教版高中物理选修3-2第四章法拉第电磁感应定律课件(22页)-PPT优秀课件

人教版高中物理选修3-2第四章法拉第电磁感应定律课件(22页)-PPT优秀课件
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t内增大的面积
为: ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化 为:
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
产生的感应电动势为:
× ×a × × ×a ×
× G
×
×v ×
×
×
××××××
××××××
2、定律的理解
归纳:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
磁通量Ф=BS
磁通量变化
△Ф=Ф2 一 Ф1
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
物理意义
与电磁感应关系
穿过回路的磁感 无直接关系
线的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通 量变化的快慢
产生感应电动 势的条件
决定感应电动 势的大小
人教版高中物理选修3-2 第四章第4节法拉第电磁感应定律课件 (共22 张PPT) 【PPT 优秀课 件】-精 美版
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课堂训练:
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟 均匀地增加2 Wb,则( )
b
b
E
Φ t
BLv t t
BLv(V是相对于磁场的速度)
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高二物理选修3-2-法拉第电磁感应定律-课件

高二物理选修3-2-法拉第电磁感应定律-课件
t
的区别和联系?
联系: 1、公式①中的时间趋近于0时, E就为瞬时感应电动势 2、公式②中v若代表平均速度, 则求出的E就为平均感应电动势。
四、反电动势
此电动势
阻碍电路
V
中原来的
电流.
故称之为
反电动势
安培力方向 转动速度方向
S
N
电动机
电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱
01
从条件上看
相同 磁通量变化量 △Φ相同 不同 磁铁插入的快慢不同
从结果上看
都产生感应电流 I
感应电流 I 大小不同
感应电动势大小不同
模拟实验二

NN
一根磁铁快速插入
两根磁铁快速插入
分析归纳:
从条件上看
相同
磁铁的快慢相同
不同 磁通量变化量 △Φ不同
从结果上看
都产生感应电流 I
感应电流 I 大小不同
作业:
03
04
第17页---第19页 例 题 自己课后自学
第13题
02
P20~P22 第1 题 ~第11题Βιβλιοθήκη 01《创新导与练》
电源
N
S
电源
我们怎样能够感知到感应电动势的大小? 电流表偏转的角度
探究项目:影响感应电动势大小的因素
等效
电流表指针的偏转角度与感应电动势 的大小有什么关系呢?
探究项目:影响感应电动势大小的因素
猜 想: 可能与什么因素有关 器 材: 探究过程:
模拟实验一
一根磁铁 快速插入
N 一根磁铁慢速插入 N
分析归纳:
思考:
当闭合电路中的线圈匝数是 n时,感应电动势大小的表 达式该怎么写呢?

物理:4.4《法拉第电磁感应定律》课件1(新人教版选修3-2)

物理:4.4《法拉第电磁感应定律》课件1(新人教版选修3-2)

都产生了I
产生的I大小不等
不同 Φ变化的快慢不同
越大?
G
磁通量变化越快, 感应电动势越大。
B
•时刻t1时穿过闭合电路的 磁通量为φ1, •时刻t2时穿过闭合电路的 磁通量为φ2, •在时间 △t=t2-t1 内的 磁通量的变化量为 △量的变化率为:
t
二、法拉第电磁感应定律
问题与练习
练习:P17(1) 作业:P17(2)(6)
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实验并思考
S N
a
问题1.在实验中,电流表 指针偏转原因是什么?
Φ变化
G
b

产生E
产生I
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电 动势的大小有什么关系?

E I Rr
总电阻一定时,E越大,I越大.
问题3: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?
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 从结果上看
课堂练习
1.一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它 的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求 线圈中的感应电动势。
16V
2.一个匝数为100、面积为10cm2的线 圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的 磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应 电动势。
1.6V
3.如图所示,半径为r的金属环绕通过某
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。
Φ 公式: E t
Φ 匝数为n的线圈: E n t

人教版高中物理选修3-2 课件4.4法拉第电磁感应定律的应用(共18张PPT)

人教版高中物理选修3-2 课件4.4法拉第电磁感应定律的应用(共18张PPT)

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请 在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力 示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小 为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的 大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度 最大值;
解析:(1)如图5所示
(2)当 ab 杆速度为 v 时,感应电动势
(2)感应电流大小为 I=ER=00..2800 A=4.0 A (3)由于 ab 棒受安培力,故外力 F=ILB=4.0×0.5×0.4 N=0.8 N, 故外力的大小为 0.8 N
例题5、如图所示,匀强磁场的磁感应强度 B=0.1 T,金属棒AD长0.4 m,与框架宽度 相同,电阻r=1.3Ω,框架电阻不计,电阻 R1=2 Ω,R2=1 Ω.当金属棒以5 m/s速度匀 速向右运动时,求:
例题4、如图4所示,水平放置的平行金属导轨,相距L =0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B= 0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直 放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体 棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0 m/s的速度水平 向右匀速滑动时,求:
(1)导线中感应电流的大小; (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.
小结:法拉第电磁感应定律应用一般分析思路
(1)橡胶带匀速运动的速率; (2)电阻R消耗的电功率; (3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功.
例题8、如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向 垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=k,k 为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬 导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面 内,其右半部位于磁场区域中.求:
(1)ab棒中感应电动势的大小, 并指出a、b哪端电势高? (2)回路中感应电流的大小; (3)维持ab棒做匀速运动的水平 外力F的大小.

高中物理 4-3《法拉第电磁感应定律》课件 新人教版选修3-2

高中物理 4-3《法拉第电磁感应定律》课件 新人教版选修3-2

× ×
×v ×
××
× ×
× ×
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
××××××
产生的感应电动势为:
o bb’
Φ BLv t
E
BLv(V是相对于磁场的速度)
t t
第十二页,共19页。
若导体斜切磁感线
(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)
B V1=Vsinθ θ
E BL 1B vL si v n
磁通量变化:△φ=φ2—φ1
磁通量变化率:
t
第十页,共19页。
1、内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一 电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比.
2、数学表达式
E t
E
(国际单位时)W b
t
s
=V
若有n匝线圈,则相当于有n个电源串联, 总电动势为:
E n t
注意:公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.
测) (2)探究要求:
①、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。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③、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;
(3)、探究问题:
第七页,共19页。
实验分析:
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因
③、若图中电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势? 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。 电路断开,肯定无电流,但有电动势。
第三页,共19页。
第四页,共19页。
第五页,共19页。
思考与讨论

第六页,共19页。

人教版高二物理选修3-2 4.4 法拉第电磁感应定律(课件) (共32张ppt)

人教版高二物理选修3-2 4.4 法拉第电磁感应定律(课件) (共32张ppt)

体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一
条形磁铁从高处下落接近回路时: ( AD
)
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
【例2】今有一“[”形导体框架,宽度为L,垂直于框架
平面有一匀强磁场,其磁感应强度随时间变化的规律
为B=B0+kt,一导体棒沿框架向右以速度v0做匀速直 线运动,如图所示,若从t=0开始计时,且t=0时导 体棒恰和框架左边重合,试求时间t时回路中产生的
属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接
触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图所示,请在此图中画出ab杆下滑过程
中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v
时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最
消耗的最大功率
(2)外力F的最大值
(3)金属棒滑过导轨OCA过程中,
整个回路产生的热量。
P2

1W 3
F 1.5N
Q 1.25J
变式7、如图所示,固定的水平金属导轨,间距为L,左端接有阻 值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质 量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的
D.4:1
返回
电磁感应与图象的综合
【例9】一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,
磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图所示
.磁感应强度B随t的变化规律,如图所示.以I表示线圈
中的感应电流,以图中线圈上箭头所示方向的电流为正
,则下图中的I-t图中

高中物理选修3-2人教版4-4《法拉第电磁感应定律》课件 (新人教版选修3-2)

高中物理选修3-2人教版4-4《法拉第电磁感应定律》课件 (新人教版选修3-2)
• 讨论:产生感应电流与产生感应电动势的条 件一样吗? •(导体在磁场中做切割线运动或者是穿过 某一回路的磁通量发生变化,就一定产生感 应电动势)
例题1: 长为 L 的金属棒 ab ,绕 b 端在垂直 于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速 转动,磁感应强度为 B ,如图所示, 求ab两端的电势差.
解析:
v// v cos 对切割无贡献.
所以:
E BLv
即 : E BLV sin
4、导体切割磁感线感应电动势大小
EB E v EL
匀强磁场
v 、 B、 L
E BLv
两两垂直
L B、L v
v与B夹角为
E BLv sin
• 说明:公式E=Δφ/Δt,E=nΔφ/Δt一般适 用于求解平均电动势的大小;而公式 E=BLV一般适用于切割磁感线运动导体的 瞬时电动势的大小。
• 实验:电磁感应插磁铁
• 实验探究2:感应电动势3
• 实验探究3:感应电动势1
精确实验表明: 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。这就是法拉第电磁感 应定律。
Ek t
得出
E t
二、法拉第电磁感应定律
1.磁通量的变化率/t :表示磁通量 变化的快慢. (1)磁通量的变化率跟磁通量、磁通 量的变化不同.磁通量为零时,磁通 量的变化率不一定为零,磁通量变化 大不等于磁通量的变化率大.
ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产
生的电动势(因为没有外电路),所以只 要求出电动势即可. 棒上各处速率不等,不能直接用E=BLv来求, 但棒上各点的速度v= r与半径成正比,因此 可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公 式计算:
L 1 2 V , E BLV B L 2 2

高中物理 44 法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修32

高中物理 44 法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修32
成才之路·物 理
人教版 ·选修3-2
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第四章 电磁感应
第四章 第四节 法拉第电磁感应定律
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
方知法识警体示系探构究建 考点题型设计 课后强化作业
学习目标定位
知道感应电动势的概念,理解决定 ※
感应电动势大小的因素 知道反电动势的概念,了解反电动 ※
卫星悬绳发电的实验原理是什么?发电电压大小跟哪些 因素有关呢?
环绕地球的卫星利用地磁场发电
知识自主梳理
知识点 1 电磁感应定律
1.感应电动势 (1)在__电__磁__感__应___现象中产生的电动势。 (2)产生感应电动势的那部分导体相当于_电__源___。
2.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。
如图所示,竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金 属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒始终平动且 不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大 小变化情况是( )
A.越来越大 C.保持不变
答案:C
B.越来越小 D.无法判断
解析:抛出后金属棒做平抛运动,棒速度方向是沿轨道 的切线方向,棒切割磁感线产生感应电动势,因为棒竖直下 落的分速度不切割磁感线,所以不产生电动势,只有水平速 度垂直切割磁感线,而水平速度不变,因而感应电动势保持 不变。
三、公式E=nΔΔΦt 与E=Blvsinθ的对比
特别提醒: 若磁场本身在变化的同时,电路中还有一部分导体切割 磁感线运动,则上述两种情况都同时存在,应分别分析,总 电动势等于感生电动势和动生电动势的和或差。
四、电磁感应现象中的电路问题 1.题型特点 在电磁感应现象中,闭合电路中磁通量发生变化(或部分 导体切割磁感线),在回路中将产生感应电动势和感应电路。 在题目中常涉及电流、电压、电功等的计算,还可能涉及电 磁感应与力学、能量等知识的综合分析。

人教版高二物理选修3-2第四章4.4 法拉第电磁感应定律(共20张PPT)

人教版高二物理选修3-2第四章4.4 法拉第电磁感应定律(共20张PPT)
8
二、导线切割磁感线(动生电动势)
N 匀强磁场B,长为l 的 C 导体棒在t时刻位于MN, v l 此时速度为v。经过Δt 时 间,运动到M1N1位置,位 D M 移为Δx。 在Δt内,磁通量变化量为ΔΦ=BlΔx t 时刻的动生电动势为 N1
M1
Δ Φ Bl Δ x Δ x E = lim = Bl v = lim = Bl lim Δ t Δ t Δt→0 Δt Δt→0 Δt→0
Δ Φ ΔΦ E = lim E = lim n 或 Δt→0 Δt Δt→ 体在恒定磁场中运动导致磁通量变化, 产生的感应电动势称为动生电动势; ②导体不动,因磁场变化导致磁通 量变化产生的电动势称为感生电动势; ③导体在磁场中运动,同时磁场发 生变化,回路电动势为动生电动势和感 生电动势之和。
Δt Δ Φ E =n (n为线圈的匝数) Δt
6
当穿过回路的磁通量随时间的变化是 均匀的,感应电动势恒定不变.磁通量随时间 的变化是不均匀的,感应电动势随时间变化, E =ΔΦ/Δt表示在Δt 时间内感应电动势的平均 值。 在t→t+Δt内,磁通量变化量为ΔΦ。当 Δt→0,t 时刻的感应电动势为
R1
a
r2
B0
O
b
t1
t0 t
14
四、反电动势
F安
v
思考与讨论:线圈转动时产生的感应电动势是
加强了电源产生的电流,还是削弱了它?是有 利于线圈的转动还是阻碍了线圈的转动?
15
直流电动机中的动生电动势方向与通 入的电流方向相反.这个电动势被称为反电 动势E反.反电动势的大小取决于磁场B的大 小,线圈的长度以及切割磁感线的速度. 反电动势阻碍线圈的转动.维持线圈 匀速转动,电源要持续不断输入能量,克 服反电动势做功的过程就是电能向其他形 式能转化的过程。
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解析 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大 小以及磁场的强弱均无关,它由磁通量的变化率决定,故选D.
例2 如图3甲所示,一个圆形线圈的匝数n=1 000,线圈面 积S=200 cm2,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4
Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的磁场中, 磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,求:
2.实际应用不同 E=nΔΔΦt 应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便;E =Blvsin θ 应用于导线切割磁感线所产生的感应电动势较方便. 3.E 的意义不同 E=nΔΔΦt 求的一般是平均感应电动势,但当 Δt→0 时,E=nΔΔΦt 可 表示瞬时感应电动势;E=Blv 一般求的是瞬时感应电动势,当 v
较大的匀强磁场与线圈平面垂直,当磁场以0.5 T/s均匀增大时, 在线圈导线中的电流有多大?
解析 根据法拉第电磁感应定律:
E=nΔΔΦt =nL2ΔΔBt .线圈的电阻:R=n·4LR0
图4
据闭合电路欧姆定律: I=ER=nn·L42LΔΔRBt0=4LR0·ΔΔBt =40×.12×0.5 A=6.25×10-3A.
第5讲 法拉第电磁感应定律
目标定位 1.理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式.
2.会用 E=Blvsin θ 和 E=nΔΔΦt 解决问题.
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
一、法拉第电磁感应定律
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一部分电导源体相当于
电源内阻 本身的电阻相当于

Байду номын сангаас
,导体
.当电路断开时,无感应电流,但
感应电动势.
2.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.
(2)表达式:E=ΔΔΦt (单匝线圈),E=nΔΔΦt (n 匝线圈).
想一想 感应电动势的大小与Φ或ΔΦ的大小有没有关系?Φ 的大小与n有没有关系? 答案 E的大小与Φ或ΔΦ的大小没有关系.Φ的大小与n没有
表示 Δt 时间内的平均速度时,E=Blv 也可表示平均感应电动势.
例4 如图7所示,导轨OM和ON都在纸面内,导
体AB可在导轨上无摩擦滑动,若AB以5 m/s的速
度从O点开始沿导轨匀速右滑,导体与导轨都足
够长,它们每米长度的电阻都是0.2 Ω,磁场的磁
感应强度为0.2 T.问:
图7
(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少?此时导体切割磁场产
机提供电能,电能转化为
.
2.若反电电动动机势工作中由于机械阻力过大而停止转动电,动这机时烧就毁没有

切断电源
,线圈中电流会很大,可能会

,这时应立即
,进
行检查.
一、法拉第电磁感应定律的理解 1.感应电动势 E=nΔΔΦt ,E 只与ΔΔΦt 成正比,与 Φ、ΔΦ 的大小无关. 2.下列是两种常见的产生感应电动势的情况,其中线圈的匝数为 n. (1)线圈面积 S 不变,磁感应强度 B 均匀变化: E=nΔΔBt ·S(ΔΔBt为 B-t 图象上某点切线的斜率)
生的感应电动势多大?回路中的电流为多少?
解析 夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路 中的感应电动势.
图5
例3 如图6所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂 直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右 平动时,a、c两点间的电势差为( )
B
A.BLv
B.BLvsin θ
C.BLvcos θ
图6
D.BLv(1+sin θ)
解析 导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin θ.
三、公式 E=nΔΔΦt 与 E=Blvsin θ 的区别 1.研究对象不同 E=nΔΔΦt 研究整个闭合回路,适用于各种电磁感应现象;E=Blvsin θ 研究的是闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导线.
答案 6.25×10-3A
二、导体切割磁感线时的感应电动势
公式E=Blvsin θ的理解
(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论,通常用
来求导体做切割磁感线运动时的感应电动势.若B、l、v两两 垂直,则E=Blv.
(2)式中l应理解为导线切割磁感线时的有效长度,即导体在 与v垂直方向上的投影长度.如图5甲中,感应电动势E=Blv =2Brv≠Bπrv(半圆弧形导线做切割磁感线运动).在图乙中, 感应电动势E=Blvsin θ≠Blv.
(2)前5 s内的平均感应电动势的大小.
解析 前5 s内磁通量的变化ΔΦ′=Φ2′-Φ1′ =S(B2′-B1′)=200×10-4×(0.2-0.2) Wb=0.
由法拉第电磁感应定律 E′=nΔΦΔt′=0.
答案 0
针对训练1 如图4所示,一两端闭合的正方形线圈共有n=10匝, 每边长L=10 cm,所用导线每米长的阻值R0=2 Ω,一个范围
图3
(1)前4 s内的平均感应电动势的大小以及通过R的电流方
向;
解析 前4 s内磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1=S(B2-B1)=
200×10-4×(0.4-0.2) Wb=4×10-3 Wb
由法拉第电磁感应定律得
E=nΔΔΦt =1
4×10-3 000× 4
V=1 V.
电流方向自下而上.
答案 1 V
(2)磁感应强度 B 不变,线圈面积 S 均匀变化: E=nB·ΔΔSt . 3.用 E=nΔΔΦt 所求的一般为平均感应电动势,且所求的感应电动 势为整个回路的感应电动势.
例1 下列几种说法中正确的是( D ) A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大
关系.
二、导体切割磁感线时的感应电动势
1.导体垂直于磁场运动,B、l、v两两垂直时,
如图1所示,E= Blv
.
图1
2.导体的运动方向与导体本身垂直,但与
磁感线方向夹角为θ时,如图2所示,E=
Blvsin θ
.
图2
三、反电动势 1.电动机转动时,线圈中会产生反电动势
,它阻的碍作线用
是圈的转动
其他形,式能线圈要维持原来的转动就必须向电动
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