吉林省長(zhǎng)市第五中學(xué)高三物理 電磁感應(yīng)第2課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律課件

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1、 新課標(biāo)物理高三一輪復(fù)習(xí) 選修32 電磁感應(yīng) 第課時(shí)第課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律Fly away.mp3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 只有當(dāng)電路閉合時(shí)才有感應(yīng)電流。若電路不閉合，雖沒(méi)有電流，但只要磁通發(fā)生變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更能反映電磁感應(yīng)的本質(zhì)。 一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。 2、公式： 3、說(shuō)明： 磁通量 、磁通量的變化量 、磁通量的變化率 /t 的意義不相同。 tnE磁通量變化 磁通量變化率 磁通量 物理意義 穿過(guò)

2、回路的磁感線的條數(shù) 與電磁感應(yīng)的關(guān)系 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件條件 決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小大小 無(wú)關(guān) 穿過(guò)回路的磁通量的變化量變化量 穿過(guò)回路的磁通量的變化快慢變化快慢 磁通量磁通量 、磁通量的變化量、磁通量的變化量 、磁通量的變化率磁通量的變化率 /t 的比較的比較 某一時(shí)刻某一時(shí)刻磁通量磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)E E 一定為零嗎？一定為零嗎？ 公式本應(yīng)為Ek/t，式中k為比例常數(shù)， 當(dāng)E、t都取國(guó)際單位時(shí)，k1，所以有E/t。 若線圈有n匝，則相當(dāng)于n個(gè)相同的電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，所以整個(gè)線圈中的電動(dòng)勢(shì)為E n/t。 公式中的E是在時(shí)間間隔t（t到tt）內(nèi)的平均值。當(dāng)t 很小時(shí)， E可以看作

3、在時(shí)刻 t 的瞬時(shí)值。若磁通量均勻變化，則電動(dòng)勢(shì)的平均值與瞬時(shí)值沒(méi)有區(qū)別。試推導(dǎo)：1Wb/s=1V 試回憶平均速度、瞬時(shí)速度， 平均加速度、瞬時(shí)加速度，平均功率、瞬時(shí)功率的意義 4.推論： 電阻為R， 匝數(shù)為n的閉合線圈，其磁通量的變化 為時(shí)，則流過(guò)線圈的電量為 RnqtnEREI tIq 三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) sinBlvE 3.公式： 公式適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直導(dǎo)線既垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，又垂直于速度v。式中是B與v的夾角。 B sin 可看作B在垂直于v方向上的分量B ， v sin 可看作v在B方向上的分量v。2.非靜電力：洛侖茲力動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)1.swf 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)2.swf 1.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：磁場(chǎng)恒

4、定，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn) 動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)試推導(dǎo)之試推導(dǎo)之洛倫茲力做功嗎？洛倫茲力做功嗎？BvfV fFe v結(jié)論：洛倫茲力不做功結(jié)論：洛倫茲力不做功4.公式E=n /t與E=Blvsin 的比較 研究對(duì)象不同：公式E=n /t的研究對(duì)象是整個(gè)回路，而公式E=Blvsin 研究對(duì)象是磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)體。 物理意義不同：E=n /t求得是t時(shí)間內(nèi)E的 平均值，只有當(dāng)t0時(shí)，E才為瞬時(shí)值。而在公式E=BLvsin 中，若v是某時(shí)刻的瞬時(shí)值，則E也是該時(shí)刻的瞬時(shí)值；若v為平均值，則E也為平均值。 整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也一定為零嗎？ 公式E=Blvsin 和公式E=n

5、 /t本質(zhì)上是統(tǒng)一的。前者是后者的一種特例。當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用EBlvsin 計(jì)算比較方便；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，用E= n /t比較方便。 四、感生電動(dòng)勢(shì) 1.感生電動(dòng)勢(shì)：變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為感生電動(dòng)勢(shì)。2.非靜電力：感生電場(chǎng)力 感生電場(chǎng).swf3.計(jì)算：法拉第電磁感應(yīng)定律tBnStnE4.應(yīng)用：電子感應(yīng)加速器試比較感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)（基本特性、來(lái)源、電場(chǎng)線）有條件嗎？電子感應(yīng)加速器結(jié)構(gòu)感生電場(chǎng)力使電子加速；洛侖茲力提供向心力電子感應(yīng)加速器.swf 1.（ 05遼寧）如圖，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d 間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌

6、電阻可忽略不計(jì)。MN為放在ab和cd 上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也 為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感 應(yīng)強(qiáng)度 的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo) 軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn) 對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度 v（如圖）做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩 端電壓的大小，則（ ） A、 流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d B、 流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b C、 流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d D、 流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b,21vBlU ,21vBlU ,vBlU ,vBlU A 2.（05全國(guó)）如圖，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。abcd是位于

7、紙面內(nèi)的梯形線圈， ad與bc間的距離也為l。t = 0時(shí)刻，bc邊 與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v 沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。 取沿abcda的感應(yīng)電流為正，則在線圈 穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變 化的圖線可能是（ ）B 3.（06天津）在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖1所示，當(dāng)磁場(chǎng)的 磁感應(yīng) 強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖2變化 時(shí)，圖3中正確表示線圈 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是 （ ）A 4.（07天津天津）兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖所示

8、的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為S的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求： （1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??； （2）電容器所帶的電荷量q. （1）設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，回路中電流為I，ab運(yùn)動(dòng)距離S 所用的時(shí)間為t，則有： E=BLv ， I= E/4R ， t=S/v ， Q=I2(4R)t 由上述方程得： （2）設(shè)電容器兩極板間的電勢(shì)差為U，則有： U=IR 電容器所帶電荷量 q=CU 解得解答解答S

9、lBQRv224BlSCQRq 5.（00上海上海）如圖所示，固定水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無(wú)摩擦滑動(dòng)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為 l 的正方形，棒的電阻為，其余部分電阻不計(jì)，開始時(shí)磁感強(qiáng)度為。 （1）若從時(shí)刻起，磁感強(qiáng)度均勻增加，每秒增量為，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流，在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。 （2）在上述（1）情況中，始終保持棒靜止，當(dāng)秒末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大？ （3）若從時(shí)刻起，磁感強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度向右作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化（寫出B與的關(guān)系式）？ （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 感應(yīng)電流方向：逆時(shí)針（見(jiàn)圖） （2） 秒時(shí)， 又 得： （3）總磁通量不變 于是有： 2kltrklrI21tt 10ktBBBIIF rklktBF310)(20)(lBvtlBlvlllBB0解答解答再見(jiàn)再見(jiàn)