法拉第电磁感应定律专题(高清图)
人教版选修3-2-电磁感应法拉第电磁感应定律(28张PPT素材)-PPT优秀课件
人 教 版 选 修 3-2:第 4章 电 磁 感应 第 4节 法拉第 电磁感 应定律 (28张 PPT+素 材)【P PT优秀 课件】 -精美版
三、导体切割磁感线时的感应电动势
导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度是B,长为L的导体棒 ab以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势
分析:回路在时间Δt内增大的面积为: × a× × ×a
实验结论:感应电动势E的大小与磁通量的变化快 慢有关,即与磁通量的变化率有关.
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
E k t
E n t
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
取适当单位 则k=1
线圈由1匝 n
1.公式: E Φ t
E n Φ t
n为线圈的匝数
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4.如图所示的匀强磁场中,B=0.4T,导体ab长L=40cm, 电阻R=0.5Ω,框架电阻不计,当导体ab从静止开始以 a=5m/s2的加速度匀加速向右运动时,求t=2.0s时电路 中产生的感应电流?
例四.匝数为n=200的线圈回路总电阻R=50Ω,整个 线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁通 量Φ随时间变化的规律如图所示,求:线圈中的感应 电流的大小。
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物理人教版(2019)选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律(共55张ppt)
物理意义
磁通量Ф
磁通量变化△Ф
磁通量变化率ΔΦ/Δt
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
与电磁感应关系
无直接关系
产生感应电动势的条件
决定感应电动势的大小
例1 如图,一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2×10-2 m2、电阻r=1Ω。
在线圈外接一阻值R=4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
小试牛刀
[针对训练5] 如图所示,一个半径为r的铜盘,在磁感应强度为B的匀
人教版 高中物理必修三
2.2
法拉第电磁感应定律
温故知新
1、产生感应电流的条件
闭合电路
磁通量变化
2、楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化.
结论:增反减同、来拒去留、增缩减扩
图中电路中谁充当电源? 磁通量变化的线圈。
从上往下看,图中线圈电流方向? 逆时针
若图中电路断开,有没有电流? 没有
电路不闭合时,电流为零,
电源电动势是否存在?
存在
电动势的
大小?
01
感应电动势
感应电动势
R
r
等效电路
1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
2.产生条件:穿过电路的磁通量发生变化,无论电路是否闭合。
法拉第电磁感应定律ppt课件全
E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习:
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:
A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C.线圈中的感应电动势始终是2 V D.线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知:大,总电指阻针一偏定转时角,越E大越。大,I越
问题3:该实验中,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 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2.磁通量变化越快,感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示,一个500匝的线圈的两 端跟R=99 Ω的电阻相连接,置于竖直向下的 匀强磁场中,线圈的横截面积为20 cm2,电阻 为1 Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图,求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大?
19
【解析】 由题图(b)知:线圈中磁感应强度 B 均匀 增加,其变化率ΔΔBt =(504-1s0)T=10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E=nΔΔΦt =nΔΔBt S=500×10×20×10-4 V=10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I=R+E r=991+0 1A=0.1 A.
巩固练习
2.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动,穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1,当线圈处于如图2所示位置时,它的:
法拉第电磁感应定律(高清 图)
成功只在一瞬间—法拉第电磁感应定律倾向于概念法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律,跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。
定律指出:任何封闭电路中感应电动势的大小,等于穿过这一电路磁通量的变化率此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现,约瑟·亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第早发现这一定律,但其并未发表此发现。
故这个定律被命名为法拉第定律。
1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后,有许多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题。
1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时,偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。
1824年,阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验,发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转,但磁针的旋转与铜盘不同步。
稍滞后,电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象,但由于没有直接表现为感应电流,当时未能予以说明。
1825年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生。
但是在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想,反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及就这样,科拉顿开始了实验。
然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。
科拉顿失败了。
科拉顿的这个失败,是一个什么样的失败呢?后人有各种各样的议论。
有人说这是一次“成功的失败”。
因为科拉顿的实验装置设计得完全正确,如果磁铁磁性足够强,导线电阻不大,电流计十分灵敏,那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时,电流计的指针确实是摆动了的。
也就是说,电磁感应的实验是成功了,只不过科拉顿没有看见,他跑得还是“太慢”,连电流计指针往回摆也没看见,有人说,这是一次“遗憾的失败”。
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)
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。
《法拉第电磁感应定律》共29张ppt精选全文
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?
在实验中,速度越快、磁场越强、匝数越多, 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢?
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上,人们认识到: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 。
现代科学研究中常要用到高 速电子,电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之 间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化,产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下 看,电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时,电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速?
导线切割磁感线时的感应电动势
=
∆Φ = Φ 2- Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时(n=1):
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与= 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场
《法拉第电磁感应定律》ppt课件
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用,提高研究的准确性和可靠性,为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系,而且 在实践中有着广泛的应用,如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用,导致电子定向移动,从而在导体两端产生电势差,即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ,通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势,进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线,当磁场和导线发 生相对运动时,导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律,感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流,为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论,它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当磁通量 减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时,导线中会产生感应电流,并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说,当穿 过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向 相反,以减小线圈中的磁通量;当磁通量减少时,感应 电流的磁场与原磁场方向相同,以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据,对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。
人教版高中物理选修3244法拉第电磁感应定律共27张PPT[可修改版ppt]
实现电能转化输为入其电圈中应1还2还动在转、、电是是机磁动加是动 削 阻强 有线场势 弱 碍了 利.了 了-电 于阻-产它 线-源 线圈?碍-生产 圈-的反生 的转反动的 转电动电 动电势动?流, 势,
Φ/10-2Wb
A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中P时刻感应电动势为零
2
C、线圈中P时刻感应电动势最大
D、线圈中0到P时间内 平均感应电动势为0.4V
0
P
斜率表示Φ的变化率
t/s 0.1
三、导体切割磁感线时的感应电动势
如图,磁感应强度为B的匀 × × a×VΔ×t ×a1×
回强体 线路磁 a,b在场求以时中 产速间, 生度t闭 的v内匀合感增速回应大切路电的割部动磁分势感导正交×××G 性L×××:Bb⊥×××VV,×××L×××⊥bV××1,B⊥L
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
例与练2
单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁
场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图
所示,则:( ABD )
研究对象
整个闭合电路
E=BLv
回路中做切割磁导线 运动的那部分导体
适用范围 普遍适于任何 只适用于导体切割 电磁感应现象 磁感线运动的情况
联系
导体切割磁感线是电磁感应现象的特 例,E=BLv可由 E n Φ推导得出
t
例与练3
如图所示,平行金属导轨间距为d,一端跨接电阻为R,
匀强磁场磁感强度为B,方向垂直平行导轨平面,一
B
LR
v
=2BRV
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法拉第电磁感应定律(第5讲)倾向于专题
单杆平动切割专题
1.(2003沪)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场出磁场,如图中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。
现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是
A. B. C. D.
2.(2009上海)如图,金属棒ab 置于水平放置的U 形光滑导轨上,在ef 右侧存在有界匀强磁场B ,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef 左侧的无磁场区域cdef 内
有一半径很小的金属圆环L ,圆环与导轨在同一平面内。
当金属棒ab 在水平恒力F 作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后,圆环L 有_____(填收缩、
扩张)趋势,圆环内产生的感应电流______(填变大、变小、不变)。
3.(2009山东)如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。
虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀
强磁场。
方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始络与MN 垂直。
从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止,下列结论正确的是
A .感应电流方向不变
B .CD 段直线始终不受安培力
C .感应电动势最大值E m =Bav
D .感应电动势平均值Bav
E π4
1
=
4.(2010新课标)如图所示,两个端面半径同为R 的圆柱铁芯同轴水平放置,相对
的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场。
一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直。
让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1,下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2。
忽略涡流损耗和边缘效应。
关于E 1、E 2的大小和铜棒离开
磁场前两端的极性,下列判断正确的是 A .E 1>E 2,a 端为正 B .E 1>E 2,b 端为正 C .E 1<E 2,a 端为正 D .E 1<E 2,b 端为正
5.(2007四川)如图所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同
的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时
A .线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流
B .线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势
C .线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同,都是 a →b →c →d
D .线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力
B M
N
6.(2007四川)如图所示,P 、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L 1,处在竖直向下、
磁感应强度大小为B 1的匀强磁场中。
一导体杆ef 垂直于P 、Q 放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。
质量为m 、每边电阻均为r 、边长为L 2的正方形金属框abcd 置于竖直平面内,两顶点a 、b 通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B 2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。
不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力。
⑴通过ab 边的电流I ab 是多大?⑵导体杆ef 的运动速度v 是多大? ⑴2
243L B mg I ab =
⑵212143L L B B mgr
v =
单杆转动切割专题 7.(2005天津)将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l ,它在磁感
应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n ,导线在a 、b 两处
通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为 A. (2πl 2nB )2/P
B.2(πl 2nB )2/P
C. (l 2nB )2
/2P D. (l 2nB )2/P 8.(2009宁夏)如图所示,一导体圆环位于纸面内,O 为圆心。
环内两个圆心角为90º的扇形区域内分别
有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直。
导体杆OM 可绕O 转动,M 端通过滑动触点与圆环良好接触。
在圆心和
圆环间连有电阻R 。
杆OM 以匀角速度ω逆时针转动,t =0时恰好在图示
位置。
规定从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从t =0开始转动一周的过程中,电流随ωt 变化的图象是
9. 在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L 金属杆aO ,已知ab=bc=cO=L/3,a 、c 与磁场中以O 为圆心的同心圆(都为部分圆弧)
金属轨道始终接触良好.一电容为C 的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O 为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时:( ) A.U ac =2U b0
B.
U ac =2U ab
C.电容器带电量Q 24
9BL C ω=
D.若在eO 间连接一个电压表,则电压表示数为零 R
t t t P
地磁场专题
10.(1999全国)图为地磁场磁感线的示意图.在北半球地磁场的竖直分量向下。
飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变。
由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。
设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2
A.若飞机从西往东飞,U1比U2高
B.若飞机从东往西飞,U2比U1高
C.若飞机从南往北飞,U1比U2高
D.若飞机从北往南飞,U2比U1高
11.(2004全国Ⅱ)一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。
直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。
如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,则
A.ε=πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.ε=2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C.ε=πfl2B,且a点电势高于b点电势
D.ε=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
12.(2010全国)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T。
一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。
设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s。
下列说法正确的是
A.电压表记录的电压为5mV B.电压表记录的电压为9mV
C.河南岸的电势较高D.河北岸的电势较高
13.在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下。
北京平安大街上,某人骑车从东往西,则下列说法正确的是
①自行车左车把的电势比右车把的电势高
②自行车左车把的电势比右车把的电势低
③图中辐条AB此时A端比B端的电势高
④图中辐条AB此时A端比B端的电势低
A .①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④。