人教版高中物理《电磁感应》课件.ppt

1、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量变化变化了多少了多少产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件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一、理解一、理解:、/t的意义的意义问题问题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?问题问题2：磁通量变化大：磁通量变化大,磁通量的变化率磁通量的变化率一定大吗一定大吗?(可以类比速度、速度的

2、变化和加速度可以类比速度、速度的变化和加速度.)磁通量的变化率和磁通量、磁通量的磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化变化无直接关系无直接关系:磁通量大磁通量大(小小,零零)，磁通量，磁通量的变化率不一定大的变化率不一定大(小小,零零);磁通量的变化大磁通量的变化大(小小)，磁通量的变化率不一定大，磁通量的变化率不一定大(小小).思考与讨论思考与讨论 1.磁感应强度磁感应强度B不变不变,垂直于磁场的回路垂直于磁场的回路面积面积S发生变化发生变化,SS2-S1,此时：此时：2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变不变,磁感应磁感应强度强度B发生变化发生变化,BB2-B1,此时：此时：二、

3、应用二、应用:用公式用公式 求求E的二种的二种常见情况：常见情况：tnEtSBnEtBSnE（感生电动势）（感生电动势）（动生电动势）（动生电动势）人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载关于电磁感应，下述说法中正确的是关于电磁感应，下述说法中正确的是()A、穿过线圈的磁通量越大、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定感应电动势一定为零为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动感应电动势越大势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动

4、势感应电动势越大越大D注意注意:感应电动势感应电动势E与与、/t的关系的关系例例1人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载/10-2Wbt/sA B D0120.1单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂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，则：化的规律如图所示，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

5、到D时间内时间内 平均感应电动势为平均感应电动势为0.4VABD例例2斜率表示斜率表示的变化率的变化率人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载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,有一有一矩形线框矩形线框,边长边长ab=L1,bc=L2线框绕中心线框绕中心轴轴00以角速度以角速度由图示位置逆时针方由图示位置逆时针方向转动。求向转动。求:线圈转过线圈转过1/2周周的过程的过程 中的平均感应电动势中的平均感应电动势212LBLE 例例3B00adcb人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载如图，半径为如图，半径为r的

6、金属环绕通过某直的金属环绕通过某直径的轴径的轴00以角速度以角速度作匀速转动作匀速转动,匀强匀强磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为B，从金属环面，从金属环面与磁场方向与磁场方向重合重合时开始计时时开始计时,则在则在 金金属环转过属环转过900角的过程中，环中产生角的过程中，环中产生的电动势的的电动势的 平均值是多大平均值是多大?00B22rBE练习练习人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载 AB两闭合线圈为同样导线绕成且两闭合线圈为同样导线绕成且为为10匝匝,半径为半径为rA=2rB,内有如图所内有如图所示的有理想边界的匀强磁场示的有理想边界的匀强磁场,若磁

7、场若磁场均匀地减小均匀地减小,则则A、B环中感应电动环中感应电动势之比势之比EA:EB=;感应电流之感应电流之比比IA:IB=1:21:1例例4人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载 将一个面积为将一个面积为S,总电阻为总电阻为R的圆形金属环的圆形金属环平放在平面上平放在平面上,磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场竖的匀强磁场竖直向下直向下,当把环翻转当把环翻转1800的过程中的过程中,通过环某一通过环某一横截面的电量为横截面的电量为 .2BS/R例例5人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载BLvE 匀强磁场匀强磁场v 、B

8、B、L L两两垂直两两垂直sinBLvE vBLL、夹角为与Bv三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载如图，匀强磁场的磁感应强度为如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为，长为L的金属棒的金属棒ab在垂直于在垂直于B的平面内运动，的平面内运动，速度速度v与与L成成角，求金属棒角，求金属棒ab产生的感应产生的感应电动势。电动势。abvE=BLVsin例例6人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载直接写出图所示各种情况下导线直接写出图所示各种情况下导线ab两端的感两端的感应

9、电动势的表达式应电动势的表达式(B.L.已知已知)E=Blvsin;E=2BRv;E=BRv例例7人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载如图如图,一个水平放置的导体框架一个水平放置的导体框架,宽度宽度L=1.50m,接有电阻接有电阻R=20,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度磁感应强度B=0.40T,方向如图方向如图.今有一导体棒今有一导体棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动并能无摩擦地沿框滑动,导体导体ab电阻电阻r=10，框架的电阻不计框架的电阻不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：的速度向

10、右匀速滑动时，试求：(1)导体导体ab上的感应电动势的大小上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小回路上感应电流的大小(3)ab两点间的电压两点间的电压E=BLv=2.4VA08.0rREI例例8人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载如图如图,长为长为L的铜杆的铜杆OA以以O为轴在垂直于匀为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度强磁场的平面内以角速度匀速转动匀速转动,磁场磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B,求杆求杆OA两端的电势差两端的电势差.AOA221LBE例例9人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载电磁感应规律综合应用

11、的常见题型电磁感应规律综合应用的常见题型2 2、电磁感应中的力学问题、电磁感应中的力学问题1 1、电磁感应中的电路问、电磁感应中的电路问题题3 3、电磁感应中的能量问题、电磁感应中的能量问题4 4、电磁感应中的图象问题、电磁感应中的图象问题人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载如图如图,一个水平放置的导体框架一个水平放置的导体框架,宽度宽度L=1.50m,接有电阻接有电阻R=20,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度磁感应强度B=0.40T,方向如图方向如图.今有一导体棒今有一导体棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动并能

12、无摩擦地沿框滑动,导体导体ab电阻电阻r=10，框架的电阻不计框架的电阻不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体导体ab上的感应电动势的大小上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小回路上感应电流的大小(3)ab两点间的电压两点间的电压E=BLv=2.4V例例11电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载例例2 2、圆环水平、半径为圆环水平、半径为a a、总电阻为、总电阻为2R2R；磁场竖直向下、；磁场竖直向下、磁感强度为磁感强度为B B；导体棒；导体棒MNMN

13、长为长为2a2a、电阻为、电阻为R R、粗细均匀、与、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v v向向右移动经过环心右移动经过环心O O时，求：（时，求：（1 1）棒上电流的大小和方向及）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压棒两端的电压U UMNMN（2 2）在圆环和金属棒上消耗的总的）在圆环和金属棒上消耗的总的热功率。热功率。BvMNo人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载例3、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s，L=40cm，电阻R=0.5,其余电阻不计，摩擦也不计，试求：

14、感应电动势的大小 感应电流的大小和方向使金属棒匀速运动所需的拉力 感应电流的功率拉力的功率RFm rMNQPabB人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载例例4 如图直角三角形导线框如图直角三角形导线框abc固定在匀固定在匀强磁场中，强磁场中，ab是一段长为是一段长为l、电阻为、电阻为R的均匀导的均匀导线，线，ac和和bc的电阻可不计的电阻可不计，ac长度为长度为 。磁场。磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一，方向垂直纸面向里。现有一段长度为段长度为 、电阻为、电阻为 的均匀导体杆的均匀导体杆MN架在架在导线框上，开始时紧靠导线框上，开始

15、时紧靠ac，然后沿，然后沿ab方向以恒方向以恒定速度定速度v向向b端滑动，滑动中始终与端滑动，滑动中始终与ac平行并与导平行并与导线框保持良好接触。当线框保持良好接触。当MN滑过的距离为滑过的距离为 时，时，导线导线ac中的电流是多大？中的电流是多大？2l2R3l2l人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载基本方法：基本方法：1 1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。确定感应电动势的大小和方向。2 2、画等效电路。、画等效电路。3 3、运用闭合电路欧姆定律，串并联电、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电

16、功率等公式联立求解。路性质，电功率等公式联立求解。人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载1、常见的图象有：、常见的图象有：B-t -t E-t U-t I I-t F-t E-x U-x I I-x F-x 等图象等图象(1)以上以上B、E、U、I、F等各矢量是有等各矢量是有方向方向的，通的，通 常用正负表示。常用正负表示。(具体由具体由楞次定律楞次定律判断判断)(2)(2)以上各物理量的以上各物理量的大小大小由由法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律判断判断（3）需注意的问题：）需注意的问题：磁通量是否变化以及变化是否均匀、磁通量是否变化以及变化是否均匀、感应

17、电动势感应电动势(感应电流感应电流)大小以及是否恒定、大小以及是否恒定、感应电动势感应电动势(感应电流感应电流)的方向、的方向、电磁感应现象产生的过程以及时间段电磁感应现象产生的过程以及时间段.从图像上获取已知条件、分析物理过程从图像上获取已知条件、分析物理过程从抽象的图像出发，建立实际的物理模型从抽象的图像出发，建立实际的物理模型2、电磁感应中的图象问题、电磁感应中的图象问题人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载 例例1：匀强磁场的磁感应强度为：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽，磁场宽度度L=3m，一正方形金属框连长，一正方形金属框连长ab=d=1

18、m，每边电阻，每边电阻r=0.2，金属框以，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的流的(i-t)图线。图线。(以顺时针方向电流为正以顺时针方向电流为正)(2)画出画出ab两端两端电压电压的的U-t图线图线adbcvLB人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载 例例2：如图：如图(甲）中，甲）中，A是一边长为是一边长为l的正方形的正方形导线框，电阻为导线框，电阻为R

19、。今维持以恒定的速度。今维持以恒定的速度v沿沿x轴轴运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿沿x轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力F随时随时间间t的变化图线为图（乙）中的（的变化图线为图（乙）中的（）人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载例例3 3、如图所示竖直放置的螺线管和导线、如图所示竖直放置的螺线管和导线abcdabcd构成回构成回路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcdabcd所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体环将受到向上的磁场力作用？环将受到向上的磁场力作用？adcb B0tB0tB0tB0tBABCD人教版高中物理电磁感应PPT课件下载人教版高中物理电磁感应PPT课件下载