Φ1=BΔS由于闭合回路中的磁感应强度变化引起磁课件.ppt

1、复习回顾：复习回顾：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？闭合电路中的磁通量发生变化闭合电路中的磁通量发生变化 = 2 - 1 由于闭合回路中的由于闭合回路中的面积变化面积变化引起磁通量变化引起磁通量变化 = 2-1 = B S由于闭合回路中的由于闭合回路中的磁感应强度变化磁感应强度变化引起磁通量变化引起磁通量变化 = 2-1 = B S复习回顾：复习回顾：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什

2、么？2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？闭合电路中的磁通量发生变化闭合电路中的磁通量发生变化 = 2 - 1 = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = B2S2 - B1S1电路中产生持续电流的条件是什么？电路中产生持续电流的条件是什么？问题：问题：（1）电路闭合）电路闭合（2） 有电源有电源 电源在哪里？电源在哪里？(a) 存在感应电流必然存在对应的存在感应电流必然存在对应的电动势电动势； 物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生的电动势叫做的电动势叫做感应电动势感

3、应电动势。等等 效效感应电动势感应电动势当开关断开后，电路中是否有电流呢？当开关断开后，电路中是否有电流呢？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？当导线断开后，电路中是否还有电流呢？当导线断开后，电路中是否还有电流呢？线圈内的感应电动势还存在吗？线圈内的感应电动势还存在吗？特别提醒：特别提醒：探究：探究： 影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素我们怎样能够我们怎样能够感知到感知到感应电动势的大小？感应电动势的大小？电流表偏转的角度电流表偏转的角度探究：探究： 影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素 电流表指针的电流表指针的偏转角度偏

4、转角度与感应电动势与感应电动势的大小有什么关系呢？的大小有什么关系呢？等等 效效探究：探究： 影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素提供器材：提供器材：猜想：猜想：可能与什么因素有关？可能与什么因素有关？ SS模拟实验一模拟实验一一根磁铁慢速插入一根磁铁慢速插入一根磁铁快速插入一根磁铁快速插入分析归纳：分析归纳：从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同 不同不同感应电动势大小不同感应电动势大小不同磁通量变化量磁通量变化量 相同相同都产生感应电流都产生感应电流 I磁铁插入的快慢不同磁铁插入的快慢不同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同模拟模拟实验实验二二一根磁铁快速插入一根磁

5、铁快速插入两根磁铁快速插入两根磁铁快速插入分析归纳：分析归纳：从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同 不同不同感应电动势大小不同感应电动势大小不同磁通量变化量磁通量变化量 不不同同都产生感应电流都产生感应电流 I磁铁插入的快慢相同磁铁插入的快慢相同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同不同不同 相同相同从结果上看从结果上看从条件上看从条件上看磁通量变化量磁通量变化量 相同相同都产生感应电流都产生感应电流 I磁铁插入的快慢不同磁铁插入的快慢不同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同不同不同 相同相同从结果上看从结果上看从条件上看从条件上看磁通量变化量磁通量变化量 不不同同都产生感应电流

6、都产生感应电流 I磁铁插入的快慢相同磁铁插入的快慢相同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同感应电动势大小不同感应电动势大小不同综合：综合：定性结论：定性结论：感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关感应电动势大小与感应电动势大小与磁通量变化的快慢磁通量变化的快慢有关有关磁通量变化率磁通量变化率v：表示表示速度速度v: 表示表示速度的变化量速度的变化量表示表示速度变化的快慢，速度变化的快慢，即即单位时间内速度的变化量，单位时间内速度的变化量，定义为定义为速度变化率。速度变化率。:tv ：表示表示磁通量磁通量 : 表示表示磁通量的变化量磁通量的变化量表示表示磁通量

7、变化的快慢，磁通量变化的快慢，即即单位时间内磁通量的变化量，单位时间内磁通量的变化量，定义为定义为磁通量变化率。磁通量变化率。判断题：判断题：（1） 越大，越大， 一定越大；一定越大；（2） 越大，越大， 一定越大；一定越大；不一定不一定判断题：判断题：穿过线圈内的磁通量穿过线圈内的磁通量一样吗？一样吗？1匝线圈匝线圈n匝线圈匝线圈穿过线圈内的磁通量穿过线圈内的磁通量一样一样一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1、内容：、内容：2、公式：、公式：思考题：思考题： 当闭合电路中的线圈匝数是1匝时，感应电动势大小的表达式怎么写呢？tE思考题：思考题： 当闭合电路中的线圈匝数是n匝串联时，感

8、应电动势大小的表达式又怎么写呢？1匝线圈匝线圈n 匝线圈匝线圈n匝线圈中的每一匝线圈内的磁通匝线圈中的每一匝线圈内的磁通量变化率都是量变化率都是 。 一、一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 若线圈有若线圈有n匝匝，感应电动势为：，感应电动势为： 若线圈有若线圈有1匝匝，感应电动势为：，感应电动势为：tE 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条数线条数的的多少多少没有没有直接关系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变化量变化了了多少多少决定是否产生决定是否产生感应电动势感应电动势磁通量变化率磁通量变化率/t穿过回路的穿

9、过回路的磁通磁通量变化的量变化的快慢快慢 决定决定产生产生感应电感应电动势的动势的大小大小对于对于 、/t的理解：的理解：二、导体切割磁感线运动产生的感应电动势二、导体切割磁感线运动产生的感应电动势问题：问题：如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，处于匀强磁场中，磁感应强度是磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀速切割磁感线，求产生的匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。感应电动势。 GabvLS = L(vt)产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：= BStE= BLvtttBLvBLv(条件：条件：B、L、v三者互相垂直三者互相垂直)回路在时间回路在时间t内

10、增大的面积为：内增大的面积为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为：vBv1=vsin v2=vcos 若若B、L、v三者三者不不互相垂直互相垂直abvsinvBLEsin1vBLvBLEvLBsin有效切割长度：有效切割长度：导线在导线在垂直垂直速度方向上的投影长度速度方向上的投影长度有效切割速度：有效切割速度：速度在速度在垂直垂直磁感应强度方向上的分量磁感应强度方向上的分量练习：练习：半径为半径为R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度中，以速度v向右匀速运动时，向右匀速运动时，E=？ vRE = B2Rv有效切割长度：有效切割长度：弯曲导线在垂直速度方向上

11、的投影长度弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度 长为长为L的导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速的导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度度匀速转动时，求产生的感应电动势。匀速转动时，求产生的感应电动势。当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度匀速转动时，导体上各点的线速度不同，应取导体匀速转动时，导体上各点的线速度不同，应取导体上上 点位置的线速度。点位置的线速度。BLvE ？中中中BLvE 2LBL221BL的比较、BLvEtnE它们是它们是普遍普遍与与特殊特殊的关系的关系1、一般来说：、一般来说：前者求出的是前者求出的是平均平均感应电动势，和感

12、应电动势，和某段时间某段时间 或者或者某个某个过程过程对应；对应；后者求出的是后者求出的是瞬时瞬时感应电动势，和感应电动势，和某个时刻某个时刻 或者或者某个某个位置位置对应。对应。2、研究对象不同：、研究对象不同：前者求出的是前者求出的是整个回路中整个回路中的感应电动势；的感应电动势；后者求出的是后者求出的是一段导体中一段导体中的感应电动势。的感应电动势。思考：思考：如图所示，两根导体棒在匀强磁场中以相同速如图所示，两根导体棒在匀强磁场中以相同速度向右匀速运动。因穿过回路的磁通量没有改变，由度向右匀速运动。因穿过回路的磁通量没有改变，由楞次定律知回路中没有感应电流；而两根导体棒均切楞次定律知回

13、路中没有感应电流；而两根导体棒均切割了磁感线，所以回路中应该有感应电流。难道楞次割了磁感线，所以回路中应该有感应电流。难道楞次定律与右手定则会出现矛盾？定律与右手定则会出现矛盾？E1E2E1与与E2反串联反串联E1=E2=BLv(E=0)vvvvRE1E2RE1、E2并联并联I变化变化普遍法则与特例是普遍法则与特例是一致一致的的例例1：如图，矩形线圈所围面积为：如图，矩形线圈所围面积为S ，向右的匀强磁场的，向右的匀强磁场的磁感应强度为磁感应强度为B，线圈绕图示的轴以角速度，线圈绕图示的轴以角速度匀速转动。匀速转动。求在图示位置时线圈中的感应电动势。求在图示位置时线圈中的感应电动势。abcdB

14、若改变转动轴位置若改变转动轴位置,则结果怎样？则结果怎样？abcdB若改变线圈的形状若改变线圈的形状,则结果怎样？则结果怎样？结论：结论：E=BS与线圈的形状和转动轴的与线圈的形状和转动轴的 具体位置具体位置无无关关BLvE adcdBBSE1E2abcd221adabBEEBSE BBSE 例例2：在磁感应强度为：在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一个匝数为有一个匝数为n的的矩形线圈矩形线圈,边长边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴线圈绕中心轴OO以角速度以角速度由图示位置逆时针方向由图示位置逆时针方向(俯视俯视)转动。求转动。求:(1)线圈转过线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势周的过程中的平均感应电动势(2)线圈转过线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势周的过程中的平均感应电动势tntnE|12BdOOabc4/|0|211TLBLnE212LnBL2/|)( |21212TLBLLBLnE24121LnBL221221LnBL212LnBL