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物理选修1-1原创《3.2法拉第电磁感应定律》课件ppt免费下载

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一、电磁感应   1.磁通量:穿过闭合回路的磁感线的条数φ。 φ= BS——不要求掌握。   2.电磁感应产生的电流叫做感应电流。   3.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 ,或穿过闭合电路的磁通量发生变化,产生感应电流的现象。 二、产生感应电流条件:   1.穿过闭合电路的磁通量发生变化。 “Φ变”   2. “Φ变”的原因:可能是B变、S变、B与S间的夹角变。
想一想,我们现实生活中需要强大的电力,是什么为我们大规模的使用电提供了依据呢?
电气化需要强大的电力。要利用电磁感应现象来获得大规模使用的电,还有许多规律要探索。   例如,怎样使电磁感应获得的电压高一些,就是一个必须解决的问题。法拉第电磁感应定律的建立,为解决实际问题指明了方向,叩开了电气化的大门。
3.2 法拉第电磁感应定律
定义:在电磁感应现象中,既然在闭合电路中产生了感应电流,这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中,感应电动势越大,感应电流越大。
那么感应电动势的大小跟什么因素有关呢?
一、感应电动势
电源能够产生电动势,那么在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
图1中电源是导体棒AB; 图2中电源是螺线管B; 图3中电源是螺线管B。
实验可知:产生感应电流的闭合电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻,电流为零,但是依然有电动势。
可见,感应电动势才是电磁感应现象的本质,电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。
⑶产生感应电流只不过是一个现象,它表示电路中在输送着电能;而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质,它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。
几点说明
⑴不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势,产生感应电动势是电磁感应现象的本质。
⑵磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了,电路中就会产生感应电动势,再若电路又是闭合的,电路中将会有感应电流。
下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。
2.实验过程:   通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
2.实验过程:   通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
2.实验过程:   通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
产生感应电流的条件是:   穿过闭合电路的磁通量发生变化。   对于图1所示实验,磁场的磁感应强度不变,通过导体棒做切割磁感线的运动,改变了闭合电路的面积,从而改变穿过该电路的磁通量,从而产生了感应电动势。导体棒运动越快,则回路面积变化也越快,使得磁通量的变化越快,而电流表指针偏转角度越大,说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快,感应电动势越大。
认真分析三个实验及其结论,找出共同的规律。
设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1,时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2,则在时间Δt=t2-t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1,磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量ΔΦ/Δt来表示,也叫磁通量的变化率。
1.内容:   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。
2.表达式:E= ΔΦ/Δt

3.单位:E(V),Φ(Wb),Δt(s)
二.法拉第电磁感应定律
上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的,设闭合电路是一个n匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同,那么整个线圈中的感应电动势又如何表示?
若闭合电路是一个n匝线圈,则相当于n个相同的电源串联,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,所以整个线圈的感应电动势E为
实际工作中,为了获得较大的感应电动势,常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。
如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是L,以速度υ向右运动,产生的感应电动势怎么表示?
【解析】在Δt时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1,这时线框的面积变化量   ΔS=LvΔt   穿过闭合电路的磁通量的变量   ΔΦ=BΔS=BLvΔt    代入E= ΔΦ/Δt   得到E= BLv
法拉第电磁感应定律进一步揭示了电与磁的相互联系,同时也告诉我们:电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的。   今天,我们使用的电能从各种形式的能转化而来: 风力发电:是把空气流动的动能转化为电能。 水力发电:利用水的机械能带动发电机来发电。 火力发电:是利用石油、天然气或煤嫩烧时的内能,推动蒸汽轮机再带动发电机来发电。
随着社会对电力需求的不断增大,人们一直在探索获取电能的更好方法。但是到目前为止,各种获得大规模电能的实用方案,都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的,不同的只是如何来推动发电机而已。
一、感应电动势 1.感应电动势:   电磁感应现象中产生的电动势 2.实验表明:   感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。 3.磁通量的变化率:   设时刻t1的磁通量是Φ1,时刻t2的磁通量变为Φ2,则:   磁通量的变化量:   △Φ =Φ2-Φ1   磁通量的变化率:   △Φ/t=(Φ2-Φ1)/(t2-t1)
二、法拉第电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律:   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 2.单匝:E=△Φ/△t   n匝:E=n△Φ/△t 3.发电:其他形式的能转化为电能   原理:法拉第电磁感应定律
A.线圈中感应电动势每秒增加2V
B.线圈中感应电动势每秒减少2V
C.线圈中感应电动势始终为2V
D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2V
C
例题:穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终以2Wb/s均匀增加,则 (  )
1、有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。
2、一个100匝的线圈,在0. 5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。
3、关于电磁感应,下列说法正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;
B、某时刻穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零;
C、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大;
D、穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大。
C
4.关于感应电动势的大小,下列说法正确的是
A、穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大;
B、穿过闭合回路的磁通量为零时,其感应电动势一定为零;
C、穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定为零;
D、穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定不为零;
D
5.下列几种说法中正确的是( )
A、闭合线圈中磁通量的变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B、闭合线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C、闭合线圈放在磁场越强的地方,线圈产生的感应电动势一定越大
D、闭合线圈中磁通量的变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大
D
6、关于感应电动势的大小,下列说法正确的是
A、跟穿过闭合电路的磁通量有关
B、跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关
C、跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关
D、跟电路中电阻大小有关
C
7、把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中,第一次快插,第二次慢插,两次的初末位置相同,则两次中( )
A、磁通量的变化率相同
B、磁通量的变化量相同
C、产生的感应电流相同
D、产生的感应电动势相同
B
1.答:c.磁通量的变化率。   2.答:在磁体转动时,线圈中会有变化的电动势,磁体转动速度不同时,感应电动势不同。   3.答:穿过A、B线圈的磁通量变化率可以认为是相同的,由于nA>nB,EA>EB。   4.答:当自行车运动时,轮胎带动滚轮运动,滚轮带着磁体转动。由于穿过该装置中的线圈的磁通量变化,线圈中就有感应电动势。线圈与小灯泡相连,就能点亮小灯泡。该装置可点亮灯,以供晚间骑自行车照明用。
5.答: