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(共20張PPT)
寧冰霜
4.法拉第電磁感應(yīng)定律
.
理解E=BLV和E=Δ?/Δt的區(qū)別和聯(lián)系
了解感應(yīng)電動勢、反電動勢的概念，知道感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件
目標(biāo)導(dǎo)航
理解并能應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題
預(yù)習(xí)檢測
1.感應(yīng)電動勢：
。
產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的這部分導(dǎo)體相當(dāng)于是
。
答案：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢；電源
2.閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一點(diǎn)路的
成正比，即E=
。
答案：磁通量的變化率；Δ?/Δt、nΔ?/Δt
3.磁通量的變化率是表示
的物理量。
答案：磁通量變化快慢
4.導(dǎo)體棒垂直切割磁感線時產(chǎn)的感應(yīng)電動勢大小E=
。
答案：BLV
預(yù)習(xí)檢測
5.判斷正誤
（1）線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大。
（2）線圈中磁通量的變化量Δ?越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大。
（3）線圈放在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大。
（4）線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大。
（5）有感應(yīng)電動勢就一定有感應(yīng)電流。
答案：×、×、×、√、×
預(yù)習(xí)檢測
6.如圖所示，桌面上放一單匝線圈，線圈中心上方一定高度處有一豎立的條形磁體。當(dāng)磁體豎直向下運(yùn)動時，穿過線圈的磁通量將
（選填“變大”或“變小”）。在上述過程中，穿過線圈的磁通量變化了0.1Wb，經(jīng)歷的時間為0.5s，則線圈中的感應(yīng)電動勢為
V。
S
N
答案：變大；0.2
新課學(xué)習(xí)
知識回顧：
1.電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？
閉合電路；有電源
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？
穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化
在上面兩個實(shí)驗(yàn)電路中，哪部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源？
左圖中的導(dǎo)體棒和右圖中的線圈
新課學(xué)習(xí)
思考：如何確定等效電源的正負(fù)極呢？
A
×
×
×
×
×
×
a
b
I
-
+
A
?
?
?
?
?
+
-
既然導(dǎo)體棒或線圈能夠提供感應(yīng)電流，說明導(dǎo)體棒或線圈上具有電動勢---感應(yīng)電動勢。
無論是導(dǎo)體棒切割磁感線還是線圈磁通量發(fā)生變化，用楞次定律（右手定則）判斷感應(yīng)電流方向時，四指所指方向?yàn)殡娫凑龢O。
新課學(xué)習(xí)
一、感應(yīng)電動勢
1.定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。
閉合電路中有感應(yīng)電流，這個電路就一定有感應(yīng)電動勢；產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
無論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，都會有感應(yīng)電動勢，如果電路是閉合的，就會有感應(yīng)電流。
產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(xiàn)象，它表示電路中在輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時輸送電能的能力。
新課學(xué)習(xí)
法拉第電磁感應(yīng)定律
新課學(xué)習(xí)
二、法拉第電磁感應(yīng)定律
1.內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。
2.公式：
磁通量變化率
線圈匝數(shù)
注意：①法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算的是平均感應(yīng)電動勢；
②公式中所有物理量均取國際單位；
③Δ?取絕對值。
新課學(xué)習(xí)
三、正確理解?、Δ?、Δ?/Δt
項(xiàng)目
定義
物理意義
與電磁感應(yīng)的關(guān)系
?
磁感強(qiáng)度B與垂直磁場有效面積S的乘積
表示垂直穿過某個面積磁感線的條數(shù)
無直接關(guān)系
Δ?
磁通量的改變值
表示磁通量變化的大小
產(chǎn)生該應(yīng)電動勢的條件
Δ?/Δt
磁通量變化量Δ?與所用時間t的比值
表示磁通量變化的快慢
決定感應(yīng)電動勢的大小
新課學(xué)習(xí)
例1.有一個1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)通過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb，求線圈中的感應(yīng)電動勢。如果線圈的電阻是10Ω，把一個電阻為990Ω的電熱器連接在它的兩端，通過電熱器的電流是多大？
解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得：
根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得：
電熱器
R
r
新課學(xué)習(xí)
例2.如圖，把導(dǎo)體框EFMN放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場里，線框平面跟磁感線垂直?？梢苿訉?dǎo)體棒AB長為L，它以速度v向右運(yùn)動，在Δt時間內(nèi)，由原來位置運(yùn)動到ab處。則導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動勢多大？
E
×
×
×
×
×
×
×
×
F
M
N
A
B
a
b
解析：這一過程線框面積的變化量是
ΔS=LvΔt
則穿過閉合電路的磁通量的變化量是
Δ?=BΔS=BLvΔt
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
導(dǎo)體棒切割磁感線感應(yīng)電動勢：E=BLv
（B?v）
如果v是平均速度，計(jì)算的就是平均感應(yīng)電動勢；如果v是瞬時速度，計(jì)算的就是瞬時感應(yīng)電動勢。
新課學(xué)習(xí)
導(dǎo)體切割磁感線的電動勢
新課學(xué)習(xí)
例3.如圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞OO'軸轉(zhuǎn)動時，線圈中的感應(yīng)電動勢是否發(fā)生變化？為什么？設(shè)線圈的兩個邊長分別是L1和L2，轉(zhuǎn)動時角速度是ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B。試證明：在圖示位置時，線圈的感應(yīng)電動勢為：E=BSω。式中S=L1L2，為線圈的面積。
解析：導(dǎo)體棒垂直切割磁感線是的速度：
v=L1ω
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
E=BL2v
解得：E=BL1L2ω=BSω
ω
B
O
O'
L1
L2
v
L1
新課學(xué)習(xí)
三、反電動勢
思考：如圖是直流電動機(jī)工作原理圖。
1.標(biāo)出AB和CD兩個邊的受力方向。
2.線圈轉(zhuǎn)動時，是否會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？
3.這個感應(yīng)電動勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電流？是有利用線圈的轉(zhuǎn)動，還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動？
直流電動機(jī)工作原理圖
A
B
C
D
F
F
解析：根據(jù)左手定則可判斷安培力方向如圖所示。導(dǎo)體棒切割磁感線，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)楞次定律可判斷，感應(yīng)電動勢方向（感應(yīng)電流方向）與原電流方向相反，削弱了原電流；感應(yīng)電流的安培力方向與轉(zhuǎn)動方向相反，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。此時的感應(yīng)電動勢稱之為反電動勢。
隨堂練習(xí)
練1.關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是（　?。?br/>A.
產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源
B.
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電源內(nèi)部的電流從負(fù)極流向正極
C.
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢
D.
電路中有感應(yīng)電流就一定有感應(yīng)電動勢
答案：ABD
隨堂練習(xí)
練2.如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻．導(dǎo)軌上跨放著一根長為L=0.2m，每米長電阻r=2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)為c、d，當(dāng)金屬棒在水平拉力作用下以速度v=4.0m/s向左做勻速運(yùn)動時，試求：
（1）電阻R中的電流；
（2）cd兩點(diǎn)間的電勢差；
（3）金屬棒所受安培力的功率。
答案：（1）0.4A；（2）0.12V；（3）0.08W
R
·
·
·
·
·
·
·
·
M
N
P
Q
a
b
c
d
v
課堂小結(jié)
一、感應(yīng)電動勢
1.定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。
閉合電路中有感應(yīng)電流，這個電路就一定有感應(yīng)電動勢；產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
無論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，都會有感應(yīng)電動勢，如果電路是閉合的，就會有感應(yīng)電流。
產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(xiàn)象，它表示電路中在輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時輸送電能的能力。
課堂小結(jié)
二、法拉第電磁感應(yīng)定律
1.內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。
2.公式：
注意：①法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算的是平均感應(yīng)電動勢；
②公式中所有物理量均取國際單位；
③Δ?取絕對值。
導(dǎo)體棒切割磁感線感應(yīng)電動勢：E=BLv
（B?v）
如果v是平均速度，計(jì)算的就是平均感應(yīng)電動勢；如果v是瞬時速度，計(jì)算的就是瞬時感應(yīng)電動勢。

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