电磁感应的案例分析ppt课件演示文稿
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例1
【精讲精析】
设电源内阻为 r′，当开关 S 断开
E 40 V 时，I1＝ ，即 1.6 A＝ ，得 r′＝ 1 R＋ r′ 24 Ω＋ r′ Ω.当开关 S 闭合时， I2＝ 4 A， 则 U 内＝ I2· r′＝ 4 V， U 外 ＝ E－ U 内 ＝40 V－ 4.0 V＝ 36 V，即电动机两端 U外 2 36 的电压为 36 V．P 热＝ I r＝ I2－ r＝ 4.0－24 R
核心要点突破
一、反电动势的理解 1．反电动势的产生原理 如图1－4－1所示，当电动机通过如图所示电流时， 线圈受安培力方向可由左手定则判定，转动方向 如图所示，此时AB、CD两边切割磁感线，必有感 应电动势产生，感应电流方向可由右手定则来判 定，与原电流方向相反，故这个电动势叫做反电 动势，它会阻碍线圈的转动．如果线圈维持原来 的转动，电源就要向电动机提供电能，此时电能 转化为其他形式的能．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.一台小型直流风扇的额定电压为22 V，正常工 作时的电流为0.8 A，若电动机的线圈电阻为2.5 Ω ，则这台电动机的反电动势为 ________ ，电 动机的输出功率为________． 解析：由U＝IR＋E知 E＝U－IR＝(22－0.8×2.5) V＝20 V P出＝EI＝20×0.8 W＝16 W. 答案：20 V 16 W
答案：(1)1.6 A
(2)1.28 W
1.28 W
课堂互动讲练
反电动势的理解 如图 1 － 4 － 3 所示， M 为一线圈电阻 r ＝ 0.4 Ω的电动机，R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V．当开关S断开时，电流表的示数I1＝1.6 A； 当开关S闭合时，电流表的示数I2＝4.0 A，求开 关 S 闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线 圈的反电动势E反．
解决这类问题时，首先要进行电路结构的分析， 电源 即找出_________ ，区分内外电路；然后画出 闭合电路欧姆定律 等效电路图 ；最后结合_____________________ ___________
和串、并联电路特点进行计算．
四、电磁感应现象中的功能关系 安培力 做功的过程就 在电磁感应现象中，克服________ 是将其他形式的能转化为电能的过程，克服 安培力 做了多少功，就有多少其他形式的能转 ________ 安培力 做正功的过程就是将电能转 化为电能；________ 安培力 做了多少 化为其他形式的能的过程，__________ 正功，就有多少电能转化为其他形式的能．
二、电磁感应中的综合应用 1．解决电磁感应现象与电路的结合问题的方法 (1)确定感应电动势的大小和方向； (2)画等效电路图； (3)运用全电路欧姆定律，串并联电路特点、电功 率、电热等公式联立求解．
2．解决电磁感应现象与力的结合问题的方法 (1)平衡问题：动态分析过程中，抓住受力与运动 相互制约的特点，分析导体是怎样从初态过渡到 平衡态的，再从受力方面列出平衡方程，解决问 题． (2)非平衡类，抓住导体在某个时刻的受力情况， 利用牛顿第二定律解决问题． 3．解决电磁感应现象与能量的结合问题的方法 要注意分析电路中进行了哪些能量转化，守恒关 系是什么，从功和能的关系入手，列出表示能量 转化关系的方程．
课前自主学案 核心要点突破
1.4
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
一、反电动势
切割磁感线 ，所以 电动机转动时，线圈因______________
会产生感应电动势．线圈中产生的感应电动势 方向相反 ，我们把这 跟加在线圈上的电压___________ 方向相反 个跟外加电压______________ 的感应电动势叫 做反电动势．
思考感悟 反电动势的方向与线圈切割磁感线的方向满足右
手定则，还是满足左手定则？
提示：反电动势的产生属于磁生电现象，所以应 满足右手定则．
二、电磁感应现象中安培力的大小 2 2 B Lv E BLv 由F＝_______ BIL 和I＝____ R R ＝____ R ，得F＝_____. 三、电磁感W＝ 2.5 W．
U外 P 机＝P 输－P 热＝ I2－ ×U 外－ 2.5 W＝ 87.5 R 36 W，P 机 ＝ E 反 I＝E 反 4.0－24 W＝ 87.5 W， E 反 87.5 ＝ V＝ 35 V. 2.5
图 1－ 4－ 1
2．探究电动机的反电动势 电动机的反电动势由电动机的转子切割磁感线 而产生，其方向与外加电压相反，故称为“反 电动势”．此时通过电枢线圈的电流，正比于 外加电压与反电动势之差，设 U 为外加电压， E 为反电动势， R 为直流电动机的内电阻，则 U－ E 通过直流电动机的电流 I＝ ， U＝ IR＋ E. R
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2.如图1－4－2所示，匀强磁场中B＝0.4 T，导 体ab长L＝40 cm，以v＝5 m/s的速度匀速向右 运动，框架电阻不计，Rab＝0.5 Ω.求：
图 1－ 4－ 2
(1)导体向右匀速运动时，产生的感应电流多大？ (2)感应电功率多大？外力功率多大？
解 析 ： (1) 导 体 向 右 匀 速 运 动 时 ， E ＝ BLv ＝ E 0.8 0.4×0.4× 5 V＝0.8 V，所以 I 感 ＝ ＝ A＝ Rab 0.5 1.6 A. (2)感应电功率 P＝ E· I 感 ＝ 0.8×1.6 W＝ 1.28 W. 由于外力大小等于安培力，故外力功率 P 外＝ F L· v＝ 0.4×1.6× 0.4× 5 W＝ 1.28 W. 安 v＝ BI 感 ·
1．4 电磁感应的案例分析
课标定位
学习目标：1.知道什么是反电动势，理解反电动势的 作用． 2 ．掌握电磁感应与力学的综合应用问题的处理方 法． 3．会判断电磁感应现象中哪一部分电路充当电源， 并能结合闭合电路欧姆定律处理电磁感应现象中的 电路问题． 4．掌握电磁感应现象中的能量转化与守恒问题，并 能用来处理力、电综合问题． 重点难点：1.重点是电磁感应综合问题的分析方法． 2．难点是理解反电动势的作用．
【精讲精析】
设电源内阻为 r′，当开关 S 断开
E 40 V 时，I1＝ ，即 1.6 A＝ ，得 r′＝ 1 R＋ r′ 24 Ω＋ r′ Ω.当开关 S 闭合时， I2＝ 4 A， 则 U 内＝ I2· r′＝ 4 V， U 外 ＝ E－ U 内 ＝40 V－ 4.0 V＝ 36 V，即电动机两端 U外 2 36 的电压为 36 V．P 热＝ I r＝ I2－ r＝ 4.0－24 R
核心要点突破
一、反电动势的理解 1．反电动势的产生原理 如图1－4－1所示，当电动机通过如图所示电流时， 线圈受安培力方向可由左手定则判定，转动方向 如图所示，此时AB、CD两边切割磁感线，必有感 应电动势产生，感应电流方向可由右手定则来判 定，与原电流方向相反，故这个电动势叫做反电 动势，它会阻碍线圈的转动．如果线圈维持原来 的转动，电源就要向电动机提供电能，此时电能 转化为其他形式的能．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.一台小型直流风扇的额定电压为22 V，正常工 作时的电流为0.8 A，若电动机的线圈电阻为2.5 Ω ，则这台电动机的反电动势为 ________ ，电 动机的输出功率为________． 解析：由U＝IR＋E知 E＝U－IR＝(22－0.8×2.5) V＝20 V P出＝EI＝20×0.8 W＝16 W. 答案：20 V 16 W
答案：(1)1.6 A
(2)1.28 W
1.28 W
课堂互动讲练
反电动势的理解 如图 1 － 4 － 3 所示， M 为一线圈电阻 r ＝ 0.4 Ω的电动机，R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V．当开关S断开时，电流表的示数I1＝1.6 A； 当开关S闭合时，电流表的示数I2＝4.0 A，求开 关 S 闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线 圈的反电动势E反．
解决这类问题时，首先要进行电路结构的分析， 电源 即找出_________ ，区分内外电路；然后画出 闭合电路欧姆定律 等效电路图 ；最后结合_____________________ ___________
和串、并联电路特点进行计算．
四、电磁感应现象中的功能关系 安培力 做功的过程就 在电磁感应现象中，克服________ 是将其他形式的能转化为电能的过程，克服 安培力 做了多少功，就有多少其他形式的能转 ________ 安培力 做正功的过程就是将电能转 化为电能；________ 安培力 做了多少 化为其他形式的能的过程，__________ 正功，就有多少电能转化为其他形式的能．
二、电磁感应中的综合应用 1．解决电磁感应现象与电路的结合问题的方法 (1)确定感应电动势的大小和方向； (2)画等效电路图； (3)运用全电路欧姆定律，串并联电路特点、电功 率、电热等公式联立求解．
2．解决电磁感应现象与力的结合问题的方法 (1)平衡问题：动态分析过程中，抓住受力与运动 相互制约的特点，分析导体是怎样从初态过渡到 平衡态的，再从受力方面列出平衡方程，解决问 题． (2)非平衡类，抓住导体在某个时刻的受力情况， 利用牛顿第二定律解决问题． 3．解决电磁感应现象与能量的结合问题的方法 要注意分析电路中进行了哪些能量转化，守恒关 系是什么，从功和能的关系入手，列出表示能量 转化关系的方程．
课前自主学案 核心要点突破
1.4
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
一、反电动势
切割磁感线 ，所以 电动机转动时，线圈因______________
会产生感应电动势．线圈中产生的感应电动势 方向相反 ，我们把这 跟加在线圈上的电压___________ 方向相反 个跟外加电压______________ 的感应电动势叫 做反电动势．
思考感悟 反电动势的方向与线圈切割磁感线的方向满足右
手定则，还是满足左手定则？
提示：反电动势的产生属于磁生电现象，所以应 满足右手定则．
二、电磁感应现象中安培力的大小 2 2 B Lv E BLv 由F＝_______ BIL 和I＝____ R R ＝____ R ，得F＝_____. 三、电磁感W＝ 2.5 W．
U外 P 机＝P 输－P 热＝ I2－ ×U 外－ 2.5 W＝ 87.5 R 36 W，P 机 ＝ E 反 I＝E 反 4.0－24 W＝ 87.5 W， E 反 87.5 ＝ V＝ 35 V. 2.5
图 1－ 4－ 1
2．探究电动机的反电动势 电动机的反电动势由电动机的转子切割磁感线 而产生，其方向与外加电压相反，故称为“反 电动势”．此时通过电枢线圈的电流，正比于 外加电压与反电动势之差，设 U 为外加电压， E 为反电动势， R 为直流电动机的内电阻，则 U－ E 通过直流电动机的电流 I＝ ， U＝ IR＋ E. R
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2.如图1－4－2所示，匀强磁场中B＝0.4 T，导 体ab长L＝40 cm，以v＝5 m/s的速度匀速向右 运动，框架电阻不计，Rab＝0.5 Ω.求：
图 1－ 4－ 2
(1)导体向右匀速运动时，产生的感应电流多大？ (2)感应电功率多大？外力功率多大？
解 析 ： (1) 导 体 向 右 匀 速 运 动 时 ， E ＝ BLv ＝ E 0.8 0.4×0.4× 5 V＝0.8 V，所以 I 感 ＝ ＝ A＝ Rab 0.5 1.6 A. (2)感应电功率 P＝ E· I 感 ＝ 0.8×1.6 W＝ 1.28 W. 由于外力大小等于安培力，故外力功率 P 外＝ F L· v＝ 0.4×1.6× 0.4× 5 W＝ 1.28 W. 安 v＝ BI 感 ·
1．4 电磁感应的案例分析
课标定位
学习目标：1.知道什么是反电动势，理解反电动势的 作用． 2 ．掌握电磁感应与力学的综合应用问题的处理方 法． 3．会判断电磁感应现象中哪一部分电路充当电源， 并能结合闭合电路欧姆定律处理电磁感应现象中的 电路问题． 4．掌握电磁感应现象中的能量转化与守恒问题，并 能用来处理力、电综合问题． 重点难点：1.重点是电磁感应综合问题的分析方法． 2．难点是理解反电动势的作用．