物理選修人教新課標(biāo)法拉第電磁感應(yīng)定律精品課件

1、121理解感應(yīng)電動(dòng)勢的概念。理解感應(yīng)電動(dòng)勢的概念。2理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，并能理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，并能夠夠 運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)電電 動(dòng)勢的大小。動(dòng)勢的大小。3能夠運(yùn)用能夠運(yùn)用EBlv或或EBlvsin 計(jì)算導(dǎo)體計(jì)算導(dǎo)體 切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢。切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢。4會用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)會用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢勢 的方向。的方向。 34讀教材讀教材填要點(diǎn)填要點(diǎn) 1感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 (1)定義：在定義：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢?，F(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢。 (2)感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流的關(guān)系：感應(yīng)電動(dòng)勢與

2、感應(yīng)電流的關(guān)系： 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的部分相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的部分相當(dāng)于 ，閉合導(dǎo)體回，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢就有感應(yīng)電流，若導(dǎo)體回路不閉合，路中有感應(yīng)電動(dòng)勢就有感應(yīng)電流，若導(dǎo)體回路不閉合，則沒有則沒有 ，但仍有，但仍有 。電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)電源電源感應(yīng)電流感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢5磁通量的變化率磁通量的變化率韋伯韋伯伏特伏特6 3導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢 (1)導(dǎo)線垂直于磁場運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線垂直于磁場運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如兩兩垂直時(shí)，如圖圖441所示，所示，E 。 圖圖441圖圖442 (2)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本

3、身垂直，但與磁感線方向夾角為方向夾角為時(shí)，如圖時(shí)，如圖442所示，所示，E 。BlvBlvsin 7 4反電動(dòng)勢反電動(dòng)勢 (1)定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢總要削弱電源電動(dòng)勢的作用，我們稱勢，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢總要削弱電源電動(dòng)勢的作用，我們稱它為反電動(dòng)勢。它為反電動(dòng)勢。 (2)作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。 (3)能量轉(zhuǎn)化：反電動(dòng)勢阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的過程即為電路中電能量轉(zhuǎn)化：反電動(dòng)勢阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的過程即為電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。8 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)反電動(dòng)勢是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈切割磁反電動(dòng)勢

4、是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因有反電動(dòng)勢存在，感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因有反電動(dòng)勢存在，所以歐姆定律不能直接使用。所以歐姆定律不能直接使用。9試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1. 下列幾種說法正確的是下列幾種說法正確的是 ()A線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢勢 一定越大一定越大B線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定定 越大越大C線圈放在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電線圈放在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)動(dòng) 勢一定越大勢一定越大D線圈中磁通量變化越快，

5、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢勢 一定越大一定越大10解析：解析：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量無關(guān)、與磁通量的變化量無關(guān)，與線圈匝數(shù)和磁通通量無關(guān)、與磁通量的變化量無關(guān)，與線圈匝數(shù)和磁通量的變化率成正比。因此，選項(xiàng)量的變化率成正比。因此，選項(xiàng)A、B都是錯(cuò)誤的。磁都是錯(cuò)誤的。磁場的強(qiáng)弱與感應(yīng)電動(dòng)勢也無關(guān)，所以，選項(xiàng)場的強(qiáng)弱與感應(yīng)電動(dòng)勢也無關(guān)，所以，選項(xiàng)C也是不對也是不對的。線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化的。線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化率越大，率越大， 依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

6、可知，感應(yīng)電動(dòng)勢與依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，故選項(xiàng)電動(dòng)勢越大，故選項(xiàng)D是正確的。是正確的。答案：答案： D112穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒均勻地減穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒均勻地減少少2 Wb，則，則 ()A線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒增加線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒增加2 VB線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減小線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減小2 VC線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢D線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變12解析：解析：因線圈的磁通量均勻變化，所以磁通量的

7、變化因線圈的磁通量均勻變化，所以磁通量的變化率率/t為一定值，又因?yàn)槭菃卧丫€圈，據(jù)為一定值，又因?yàn)槭菃卧丫€圈，據(jù)E/t可知選項(xiàng)可知選項(xiàng)D正確。正確。答案：答案： D133試寫出如圖試寫出如圖443所示的各種情況下，導(dǎo)線中所產(chǎn)所示的各種情況下，導(dǎo)線中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式生的感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式(導(dǎo)線長均為導(dǎo)線長均為l，速度為，速度為v，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圖丙中導(dǎo)體垂直紙面，圖丙中導(dǎo)體垂直紙面)。圖圖44314解析：解析：圖甲中導(dǎo)線的速度與圖甲中導(dǎo)線的速度與B在同一平面內(nèi)，故圖甲中感應(yīng)在同一平面內(nèi)，故圖甲中感應(yīng)電動(dòng)勢電動(dòng)勢E10。圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線、導(dǎo)線l、導(dǎo)線

8、的速度、導(dǎo)線的速度v相互垂直，故相互垂直，故E2Blv。圖丙中導(dǎo)線與圖丙中導(dǎo)線與B平行，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，故平行，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，故E30。答案：答案：甲：甲：E10乙：乙：E2Blv丙：丙：E301516答案：答案：81028171819物理量物理量單位單位物理意義物理意義計(jì)算公式計(jì)算公式磁通量磁通量Wb表示某時(shí)刻或某位置時(shí)表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過某一面積的磁感線穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少條數(shù)的多少BS，S表表示示S在與在與B垂直方垂直方向上的投影向上的投影磁通量磁通量的變化的變化量量Wb表示在某一過程中穿過表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化某一面積的磁通量變化的多少

9、的多少21BS或或SB202122 1一個(gè)一個(gè)200匝、面積為匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由內(nèi)由0.1 T增加到增加到0.5 T，在此過程中磁通量變化了多少？，在此過程中磁通量變化了多少？磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小磁通量的平均變化率是多少？線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小是多少伏？是多少伏？2324答案答案4104 Wb8103 Wb/s1.6 V2526 1對公式對公式EBlvsin 的理解的理解 (1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通該

10、公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通常用來求導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度為常用來求導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢，隨著時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢，隨著v的變化，的變化，E也相應(yīng)變化；若也相應(yīng)變化；若v為平均速度，則為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。 (2)當(dāng)當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，90，感應(yīng)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，電動(dòng)勢最大，當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，0，感應(yīng)電動(dòng)勢為零。感應(yīng)電動(dòng)勢為零。27 (3)式中的式中的l應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的有效長度，如應(yīng)理解為導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的有效長度，如果導(dǎo)線不和磁場垂直，果導(dǎo)線不和磁場垂直，l應(yīng)是導(dǎo)

11、線在磁場垂直方向投影的長應(yīng)是導(dǎo)線在磁場垂直方向投影的長度，如果切割磁感線的導(dǎo)線是彎曲的，如圖度，如果切割磁感線的導(dǎo)線是彎曲的，如圖444所示，所示，則應(yīng)取與則應(yīng)取與B和和v垂直的等效直線長度，即垂直的等效直線長度，即ab的弦長。的弦長。圖圖44428 公式中的公式中的v應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場間的相對速度，當(dāng)導(dǎo)應(yīng)理解為導(dǎo)線和磁場間的相對速度，當(dāng)導(dǎo)線不動(dòng)而磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生。線不動(dòng)而磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生。圖圖44529303132 2(2012四川高考四川高考)半徑為半徑為a右端開小右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為長

12、度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度。桿在圓環(huán)上以速度v平行平行 圖圖446于直徑于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由開始，桿的位置由確定，如圖確定，如圖446所示，則所示，則 ()3334思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)導(dǎo)體圓環(huán)右端開小口對電路的影響；導(dǎo)體圓環(huán)右端開小口對電路的影響；(2)取不同值時(shí)桿切割磁感

13、線的有效長度。取不同值時(shí)桿切割磁感線的有效長度。3536 答案答案AD37 求解導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，首先求解導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，首先要弄清要弄清B與與l是否垂直，并正確運(yùn)用公式，另外要注意是否垂直，并正確運(yùn)用公式，另外要注意對切割磁感線的有效長度對切割磁感線的有效長度l的理解。的理解。383940 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)勢等效于電源電動(dòng)勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體的電阻勢等效于電源電動(dòng)勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。等效于電源的內(nèi)阻。 (2)求解電路中通過的電荷量，一定要用

14、平均電動(dòng)求解電路中通過的電荷量，一定要用平均電動(dòng)勢和平均電流計(jì)算。勢和平均電流計(jì)算。41 3如圖如圖447(a)所示，一個(gè)電阻值為所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻的電阻R1連接成閉合回路。連接成閉合回路。線圈的半徑為線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t變變化的關(guān)系圖線如圖化的關(guān)系圖線如圖447(b)所示，圖線與橫、縱軸的截所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為距分別為t0和和B0。導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求。導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求0至至t1時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)42圖圖447(1)通過電阻通過電阻R1上的電流大小及方向。上的電流大小及方向。(2)通過電阻通過電阻R1上的電量