最新人教版《法拉第电磁感应定律》课件1.ppt
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1、最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1【教学目标教学目标】引入新课引入新课 一、感应电动势一、感应电动势二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.定律的内容定律的内容 2.公式公式 三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势,问题问题四、反电动势四、反电动势 例题例题1 例题例题2 例题例题3A组能力训练题组能力训练题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17B组能力训练题组能力训练题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14.(2015年海南卷年海南卷
2、2)15.(2015年理综重庆卷年理综重庆卷4)16 17 18 最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1【教学目标教学目标】(1)知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素)知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素.(2)知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物)知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别理量,并能区别、/t。(3)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式.(4)知道)知道E=BLvsin如何推得。如何推得。(5)会用解决问题。)会用解决问题。【教学重点教学重点】法拉第电磁
3、感应定律。法拉第电磁感应定律。【教学难点教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别感应电流与感应电动势的产生条件的区别.最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1引入新课引入新课 问题问题1:既然会判定感应电流的方向,那么:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定怎样确定感应电流的强弱呢?感应电流的强弱呢?答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势。只答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势。只要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定感应电流了。感应电流了。最新人教版法拉第电磁感应定
4、律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1问题问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问SNG在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?路中是否都有电流?为什么?答:有,因磁通量有变化答:有,因磁通量有变化有感应电流,是谁充当电源?有感应电流,是谁充当电源?答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。中的虚线框部分相当于电源。GE rSNG上图中若电路是断开的,上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感有无
5、感应电流电流?有无感应电动势?应电动势?答:电路断开答:电路断开,肯定无电流肯定无电流,但有电动势。但有电动势。最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1问题问题3、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?答:回路中的磁通量发生变化答:回路中的磁通量发生变化问题问题4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现?的条件你有什么发现?答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动穿过电路的磁通量发
6、生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势更有意义。应电动势更有意义。引入引入最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1一、感应电动势一、感应电动势第四节第四节 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1、在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,、在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。2、探究影响感应电动势大小的因素、探究影响感应电动势大小的因素(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关
7、)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(2)探究要求:)探究要求:将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅(图表针的最大摆幅(图3)。)。图图3 NS最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1图图5AB图图4BNSA迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅(图入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅(图5);迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅(图(图4)。)。最新
8、人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1问题问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?问题问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?么关系?问题问题3:在实验中:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?快速和慢速效果有什么相同和不同?(4)探究过程(分析实验,回答以上问题)探究过程(分析实验,回答以上问题)由全电路欧姆定律由全电路欧姆定律rREI 知当电路中的总电阻一定知当电路中的总电阻一定时,时,E感感越大,越大,I越大,指针偏转越大。越大,指针偏转越大
9、。穿过电路的穿过电路的变化变化 产生产生E感感 产生产生I感感.磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。(3)探究问题:)探究问题:一、一、最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关关,即与磁通量的变化率有关.把把 定义为磁通量的变化率。定义为磁通量的变化率。t实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时,(拔出)时,大,大,I感感大,
10、大,E感感大。大。t感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关,磁通量的感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大变化越快电动势越大,磁通量的变化越慢电动势越小。磁通量的变化越慢电动势越小。3、实验结论:、实验结论:一、一、第第2页页最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律从上面的实验我们可以发现从上面的实验我们可以发现,越大,越大,E感感越大,越大,t即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定.精确的实验表明:电路中感应电动势的大小精确的实
11、验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿跟穿这就是法拉第电磁感应定律。这就是法拉第电磁感应定律。tE 过这一电路磁通量的变化率成正比,即过这一电路磁通量的变化率成正比,即 。最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载11.法拉第电磁感应定律的内容:法拉第电磁感应定律的内容:设闭合电路是一个设闭合电路是一个n匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于量变化率都相同,这时相当于n个单匝线圈串联而成个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为,因此感应电动势变为tnE 在国际单位制中,电动势单位是伏(在国际单位制中,电动势单位
12、是伏(V),磁通量单位是磁通量单位是韦伯(韦伯(Wb),时间单位是秒(时间单位是秒(s),),可以证明式中比例系数可以证明式中比例系数k=1,则上式可写成,则上式可写成tE tkE 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比化率成正比最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载12.公式:公式:tnE 3.对定律的理解:对定律的理解:注意磁通量注意磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量、磁通量的变化、磁通量的变化率率/t 的区别的区别感应电动势的不同表达式由磁通量的因素决定感应电动势的不同
13、表达式由磁通量的因素决定:当磁场当磁场B变化时,则变化时,则 tBSEcos 当面积当面积S变化时则变化时则 tSBEcos 当线圈和磁场的夹角当线圈和磁场的夹角变化时则变化时则 tBSE)(cos 感应电动势的方向由楞次定律来判断感应电动势的方向由楞次定律来判断感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势如图如图4.4-1所示电路,闭合电路一部分导体所示电路,闭合电路一部分导体MN处于匀强处于匀强磁场中,磁感应
14、强度为磁场中,磁感应强度为B,MN的长度为的长度为L,以速度以速度v匀速匀速切割磁感线,求产生的感应电动势切割磁感线,求产生的感应电动势?图图4.4-1MNN1M1vCD设在设在t时间内导体棒由原来的位置运动到时间内导体棒由原来的位置运动到M1N1,这时线这时线框面积的变化量为框面积的变化量为S=Lvt解析:解析:穿过闭合电路磁通量的变化量为穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt 据法拉第电磁感应定律,得据法拉第电磁感应定律,得 BLvtE 最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1问题:问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角当导体的运
15、动方向跟磁感线方向有一个夹角,感应电动势可用上面的公式计算吗?感应电动势可用上面的公式计算吗?如图如图4.4-2所示,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中所示,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导线的运动方向与导线本身是垂直的,但导体棒与磁感导线的运动方向与导线本身是垂直的,但导体棒与磁感应强度方向有一个夹角应强度方向有一个夹角,导体棒以,导体棒以v斜向切割磁感线,斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。求产生的感应电动势。可以把速度可以把速度v分解为两个分量分解为两个分量:垂直垂直于磁感线的分量于磁感线的分量v1=vsin和和平行于磁感线的分量平行于磁感线的分量v2=vcos。解析:解析:前者切
16、割磁感线前者切割磁感线,产生的感应电动势为产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsin,(,(指指v与与B的夹角)的夹角)后者不切割磁感线后者不切割磁感线,不产生感应电动势不产生感应电动势图图4.4-2vBv1v2最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷的公式,这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷的公式,需要注意:需要注意:E=BLvsin,(,(指指v与与B的夹角)的夹角)(1)在公式)在公式E=BLv中,中,B,L,v三者两两垂直,导线的长三者两两垂直,导线的长度度L应为有效长度应为有效长度(2
17、)导线运动方向和磁感线平行时,)导线运动方向和磁感线平行时,E=0(3)与功率的两个公式比较得出:)与功率的两个公式比较得出:tE 求平均电动势求平均电动势速度速度v为瞬时值为瞬时值,E就为瞬时电动势就为瞬时电动势;速度速度v为平均值为平均值,E就为平均电动势就为平均电动势.(4)在国际单位制中,上式中)在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特的单位分别是特斯拉(斯拉(T)、米()、米(m)、米每秒()、米每秒(m/s)E=BLvsin最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1四、反电动势四、反电动势课本课本P16“思考与讨论思考与讨论”:在
18、图:在图4.4-3中,线圈在磁场中中,线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势,感应电动势是加转动,线圈中就会产生感应电动势,感应电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了它?是有利于线圈强了电源产生的电流,还是削弱了它?是有利于线圈的转动,还是阻碍线圈的转动?的转动,还是阻碍线圈的转动?图图4.4-3BDSNA电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,要阻总要削弱电源产生的电流,要阻碍线圈的转动。碍线圈的转动。答:答:最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源电动势的电
19、动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,这个电动势叫做反电动势。作用,这个电动势叫做反电动势。1、定义:、定义:2、反电动势总是要阻碍线圈的转动、反电动势总是要阻碍线圈的转动,线圈要维持转动线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能,这正是电能转化为其,电源就要向电动机提供电能,这正是电能转化为其它形式的能的过程。它形式的能的过程。这时的欧姆定律表达式为:这时的欧姆定律表达式为:rRE-EI 反3、如果电动机因机械阻力过大而停止转动、如果电动机因机械阻力过大而停止转动,就没有反就没有反电动势,电阻很小的线圈中电流会很大,电动机会烧电动势,电阻很小的线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立
20、即切断电源,进行检查。同样毁,要立即切断电源,进行检查。同样,电动机在起动电动机在起动时,由于没有反电动势,因此起动电流比正常工作的时,由于没有反电动势,因此起动电流比正常工作的电流大很多。电流大很多。最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1例题例题11、一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速、一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动,当线圈处于如图所示位置时,它的转动,当线圈处于如图所示位置时,它的 ()A.磁通量最大磁通量最大,磁通量变化率最大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大B.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最
21、大磁通量变化率最大,感应电动势最大感应电动势最大C.磁通量最大磁通量最大,磁通量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大D.磁通量最小磁通量最小,磁通量变化率最小磁通量变化率最小,感应电动势最大感应电动势最大BB最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1例题例题22、如图、如图,有一匀强磁场有一匀强磁场B=1.010-3T,在垂直磁场的,在垂直磁场的平面内有一金属棒平面内有一金属棒AO,绕平行,绕平行于磁场的于磁场的O轴顺时针转动,已知棒轴顺时针转动,已知棒长长L=0.20m,角速度,角速度=20rad/s,求:求:棒产生的感应电动
22、势有多大?棒产生的感应电动势有多大?解:解:V10821/242 BLBStEAO最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1例题例题3 一个匝数为一个匝数为100、面积为、面积为10cm2的线圈垂直的线圈垂直磁场放置,在磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从内穿过它的磁场从1T增加到增加到9T。求。求线圈中的感应电动势。线圈中的感应电动势。由电磁感应定律可得由电磁感应定律可得 解:解:tnE BS 由由 联立可得联立可得 tBnSE 代入数值可得代入数值可得 E=1.6V 最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT
23、课件下载1A组能力训练题组能力训练题11、法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感、法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小应电动势的大小 ()A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比 C 最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1A组能力训练题组能力训练题2
24、2、将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位、将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有(置处,不发生变化的物理量有()A.磁通量的变化率磁通量的变化率 B.感应电流的大小感应电流的大小C.消耗的机械功率消耗的机械功率 D.磁通量的变化量磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量流过导体横截面的电荷量DE最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1A组能力训练题组能力训练题33、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈,线圈平面、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈,线圈平面垂直于磁场方向垂直于磁场方向,当线圈在磁场中做下列哪种运动
25、时当线圈在磁场中做下列哪种运动时,线线圈中能产生感应电流圈中能产生感应电流 ()A.线圈沿自身所在平面运动线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动线圈绕任意一直径做匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动线圈绕任意一直径做变速转动CD最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1最新人教版法拉第电磁感应定律PPT课件下载1A组能力训练题组能力训练题44、穿过一个单匝数线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀、穿过一个单匝数线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加地增加2 Wb,则(,则()A、线圈中的感应电动势每秒钟增大、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB、线圈中的
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