2.2.1法拉第电磁感应定律ppt课件-（2019） 新人教版高中物理高二下学期选择性必修二.pptx

1、（1）闭合电路利用磁场产生电流的现象问题1：什么叫电磁感应现象？问题2：产生感应电流的条件是什么？（2）磁通量变化问题3：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源 p 回顾：试从本质上本质上比较甲、乙两电路的异同相同点：不同点：乙中有螺线管（相当于电源）有电源就有电动势两电路都是闭合的，两电路都是闭合的，有电流有电流甲中有甲中有电源电源NS甲甲乙乙产生电动势的产生电动势的那部分导体相那部分导体相当于电源当于电源感应电动势1.1.定义：定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势. .产生感应电动势的那部分导体产生感应电动

2、势的那部分导体相当于相当于电源电源. . 此时电路中存在感应电动势吗？此时电路中存在感应电动势吗？甲甲NS乙乙V如果电路不闭合。如果电路不闭合。电路中还有感应电流吗？电路中还有感应电流吗？无电流感应电动势如何证明？感应电动势实验验证：实验验证：利用示波器观察线圈两端电势差利用示波器观察线圈两端电势差回顾：若YY和XX都不加电压电子会打在哪里？回顾：若YY加电压、XX不加电压电子会打在哪里？电子沿直线运动打在荧光屏中央电子打在荧光屏中央上方或者下方示波器示波器光斑光斑线圈线圈磁铁磁铁数据线连接数据线连接Y Y输入输入感应电动势实验验证：实验验证：利用示波器观察线圈两端电势差利用示波器观察线圈两端

3、电势差感应电动势实验验证：实验验证：利用示波器观察线圈两端电势差利用示波器观察线圈两端电势差现象：现象：结论：结论： 当条形磁铁插入线圈或者当条形磁铁插入线圈或者从线圈中拔出时，荧光屏中央的从线圈中拔出时，荧光屏中央的光斑上下移动。光斑上下移动。 线圈两端有电势差，说线圈两端有电势差，说明回路不闭合同样产生感应电明回路不闭合同样产生感应电动势。动势。产生产生电磁感应电磁感应现象实质现象实质：产生感应电动势。产生感应电动势。闭合闭合感应电动势磁通量变化感应电动势感应电流此时电路中存在感应电动势吗？此时电路中存在感应电动势吗？甲甲产生感应电动势的条件是什么？产生感应电动势的条件是什么？NS乙乙V如

4、果电路不闭合。如果电路不闭合。电路中还有感应电流吗？电路中还有感应电流吗？无电流存在感应电动势感应电动势2.产生条件：产生条件：不管电路不管电路是否闭合是否闭合，只要只要穿过电路的穿过电路的磁通量磁通量发生变化发生变化，电路中，电路中就就产生感应电动势。产生感应电动势。甲甲SNS乙乙SV那么感应电动势的大小与磁通量的变化有什么关系呢？感应电动势观察实验，观察实验，分析思考：分析思考：问题问题: :电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？有什么关系？总电阻一定时总电阻一定时, E越大越大,I越大越大, 指指针偏转越大针偏转越大.感应电动势回顾：回顾：仔

5、细观察上节课做过的实验仔细观察上节课做过的实验感应电动势感应电动势猜想：猜想：感应电动势现象：现象： 发现磁通量发生变化的过程，时发现磁通量发生变化的过程，时间越短，检流计指针偏转角越大，感应间越短，检流计指针偏转角越大，感应电流越大。电流越大。 感应电动势的感应电动势的大小，可能大小，可能跟磁通跟磁通量的变化快慢有关。量的变化快慢有关。研究研究影响感应电动势大小的因素。影响感应电动势大小的因素。猜想：猜想：可能的影响因素？可能的影响因素？变化所用时间？变化所用时间？实验探究感应电动势的大小实验探究感应电动势的大小实验目的：实验目的：线圈匝数？线圈匝数？磁铁磁性强弱？磁铁磁性强弱？感应电动势实

6、验方法：实验方法：控制变量！控制变量！ 分别改变磁铁下落的时间、分别改变磁铁下落的时间、磁性磁性的强弱、的强弱、线圈的匝线圈的匝数，数，重复实验重复实验实验探究感应电动势的大小实验装置实验装置线圈的两端与毫伏表相连。线圈的两端与毫伏表相连。感应电动势 用毫伏表替代灵敏检流计与线圈相连，因为毫用毫伏表替代灵敏检流计与线圈相连，因为毫伏表的内阻很大，回路可近似认为是断路，毫伏表伏表的内阻很大，回路可近似认为是断路，毫伏表的示数即是电源的开路电压，即感应电动势的大小；的示数即是电源的开路电压，即感应电动势的大小；另外使用匝数可变的线圈。另外使用匝数可变的线圈。实验探究感应电动势的大小实验装置实验装置

7、感应电动势 为了更好地控制变量，在一根横杆两侧安装为了更好地控制变量，在一根横杆两侧安装两套完全相同的器材。两套完全相同的器材。实验探究感应电动势的大小实验准备实验准备感应电动势 实验前还需要检验两实验前还需要检验两套器材的一致性，确保在套器材的一致性，确保在误差允许范围内两次实验误差允许范围内两次实验结果的可比性。将两套器结果的可比性。将两套器材调节至完全相同，操作材调节至完全相同，操作过程中观察两块毫伏表的过程中观察两块毫伏表的指针偏转情况。指针偏转情况。感应电动势实验记录实验记录实验探究感应电动势的大小准备准备探究一探究一探究二探究二探究三探究三线圈接入匝数线圈接入匝数N磁通量变化量磁通

8、量变化量变化所用时间变化所用时间t毫伏毫伏表指针偏转表指针偏转感应电动势大小感应电动势大小相同相同相等相等感应电动势 观察到在完全相同的条件下两块毫伏表的指观察到在完全相同的条件下两块毫伏表的指针偏转角度相同，说明两套器材基本一致。针偏转角度相同，说明两套器材基本一致。实验探究一实验探究一磁通量磁通量变化所变化所用时间用时间t 不同不同实验探究感应电动势的大小感应电动势实验探究感应电动势的大小感应电动势实验记录准备准备探究一探究一探究二探究二探究三探究三线圈接入匝数线圈接入匝数N磁通量变化量磁通量变化量变化所用时间变化所用时间t毫伏毫伏表指针偏转表指针偏转感应电动势大小感应电动势大小相同相同相

9、等相等越短越短越大越大越大越大实验探究感应电动势的大小感应电动势实验探究实验探究二二磁通量变化磁通量变化 不同。不同。磁铁磁铁磁性磁性强弱不同，强弱不同，实验探究感应电动势的大小感应电动势实验探究感应电动势的大小感应电动势实验记录准备准备探究一探究一探究二探究二探究三探究三线圈接入匝数线圈接入匝数N磁通量变化量磁通量变化量变化所用时间变化所用时间t毫伏毫伏表指针偏转表指针偏转感应电动势大小感应电动势大小相同相同相等相等越短越短越大越大越大越大越大越大越大越大越大越大实验探究感应电动势的大小感应电动势线圈线圈接入的匝接入的匝数不同数不同实验探究实验探究三三实验探究感应电动势的大小感应电动势实验探

10、究感应电动势的大小感应电动势实验记录实验记录准备准备探究一探究一探究二探究二探究三探究三线圈接入匝数线圈接入匝数N磁通量变化量磁通量变化量变化所用时间变化所用时间t毫伏毫伏表指针偏转表指针偏转感应电动势大小感应电动势大小相同相同相等相等越短越短越大越大越大越大越大越大越大越大越大越大越多越多越大越大越大越大实验探究感应电动势的大小感应电动势实验结论：实验结论：感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。 磁通量变化量磁通量变化量 = 2 1 则则在在 t = t2- t1时间时间内内，磁通量的变化率磁通量的变化率分析总结分析总结NS设设在在t1时刻的时刻的磁

11、通量为磁通量为1，在在t2时刻的时刻的磁通量为磁通量为2，实验探究感应电动势的大小感应电动势实验结论：实验结论：感应电动势感应电动势E E的大小与磁通量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的变化快慢有关，即与磁通量的变化率有关. .对理论和实验资料进一步严格分析后，得到对理论和实验资料进一步严格分析后，得到法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律进一步研究进一步研究感应电动势大小法拉第电磁感应定律闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变闭合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成正比。化率成正比。1. 内容：内容：2. 表达式：表达式：k=1 法拉第电磁感

12、应定律2.2.表达式：表达式：tE若线圈是多匝的，其感应电动势如何计算？若线圈是多匝的，其感应电动势如何计算？相当于多个相当于多个电源串联电源串联n n为线圈的匝数为线圈的匝数法拉第电磁感应定律2.2.表达式：表达式：tn3.3.适用条件：适用条件： 一切电磁感应现象一切电磁感应现象（1 1）若）若t t取取一段时间一段时间，则，则E E为为t t这段时间内的这段时间内的平均感应平均感应电动势，电动势，若若t t趋近于零，则趋近于零，则E E瞬时感应瞬时感应电动势电动势注注意意tE（2 2）公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及，不涉及正、负正、负，感应，感应电流的方向另行判断。电流的方向另行判

13、断。法拉第电磁感应定律a.a.磁感应强度磁感应强度B B不变不变, ,垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S S发生变化。发生变化。此时：此时：b.b.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S S不变不变, ,磁感应强度磁感应强度B B发生变化。发生变化。此时：此时：4.4.理解：理解：用公式用公式 求求E E 的三种常见情况：的三种常见情况：tnEc.B与与回路面积回路面积S S都变化都变化法拉第电磁感应定律 物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数多少多少无直接关系无直接关系磁通量变化磁通量变化穿过回路的磁通穿过回路的磁通量

14、量变化变化了多少了多少磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的快慢变化的快慢 决定决定感应电动感应电动势的势的大小大小理解理解:、/t的意义的意义产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件思考：思考：1.磁通量大磁通量大,磁通量变化一定大吗磁通量变化一定大吗?2.磁通量变化大磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗磁通量的变化率一定大吗?3. 、/t之间存在怎样的关系呢？之间存在怎样的关系呢？法拉第电磁感应定律产生产生感应电动感应电动势的条件势的条件思考：思考：1.磁通量大磁通量大,磁通量变化一定大吗磁通量变化一定大吗?2.磁通量变化大磁通量变化大,磁通量的变化率一定大

15、吗磁通量的变化率一定大吗?(类比类比V、V和和V/t)无直接关系无直接关系3. 、/t之间存在怎样的关系呢？之间存在怎样的关系呢？t决定感应电动势决定感应电动势的大小的大小不一定不一定法拉第电磁感应定律电源外部电源外部电流从电势高电流从电势高低低结合楞次定律判断电势高低结合楞次定律判断电势高低电源内部电源内部电流从电势低电流从电势低高高+楞次定律楞次定律tENt感(条件)I表 象感()闭合闭合E(实质)感EIR感感方向方向大小大小决定决定法拉第法拉第电磁感应定律电磁感应定律电磁感应电磁感应产生产生课堂小结/10-2Wbt/sA BD0120.1例：例：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁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，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：则：( )A.线圈中线圈中0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大B.线圈中线圈中D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C.线圈中线圈中D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大D.线圈中线圈中0到到D时间内平均时间内平均感应电动势为感应电动势为0.4VABD