高中物理选修高中物理选修3-23-2第四章电磁感应第四节第四章电磁感应第四节法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律2021/8/61教学任务安排教学任务安排第一课时：第一课时：法拉第电磁感应定律基本内容法拉第电磁感应定律基本内容第二课时：第二课时：导体切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时的感应电动势第三课时：第三课时：前两节内容的比较、归纳、总结前两节内容的比较、归纳、总结第一课时：第一课时：法拉第电磁感应定律基本内容法拉第电磁感应定律基本内容2021/8/62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2021/8/63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 S2021/8/64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 = BS2021/8/65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？ = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = BS = 2 - 1 = B S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2021/8/66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？（1 1）电路闭合）电路闭合（2 2）有电源）有电源2021/8/67 存在感应电流必然存在对应的电动势；存在感应电流必然存在对应的电动势； 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应电动势。等等 效效2021/8/68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？2021/8/69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？2021/8/610总结：总结： 感应电动势的有无，感应电动势的有无，完全完全取决于取决于穿过闭合电路中的磁通穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，量是否发生变化，与与电路的通电路的通断，电路的组成是断，电路的组成是无关的无关的。2021/8/611探究项目：探究项目：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2021/8/612探究项目：探究项目：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2021/8/613探究项目：探究项目：影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素 器器 材：材： 猜猜 想：想： 可能与什么因素有关可能与什么因素有关探究过程：探究过程：2021/8/614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2021/8/615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2021/8/616模拟模拟实验二实验二一根磁铁快速插入一根磁铁快速插入两根磁铁快速插入两根磁铁快速插入2021/8/617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磁铁的快慢相同磁铁的快慢相同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同2021/8/618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2021/8/619法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的一电路的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比 。1 1、内容：、内容：2 2、公式：、公式：（单位为（单位为 伏、韦伯、秒伏、韦伯、秒 则则 k=1 k=1）注意：注意：公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，感，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。应电流的方向另行判断。2021/8/620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2021/8/621思考：思考： 当闭合电路中的线圈匝数是n时，感应电动势大小的表达式该怎么写呢？2021/8/622思考：思考：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 1匝线圈匝线圈n 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2021/8/623思考：思考： 当闭合电路中的线圈匝数是n时，感应电动势大小的表达式该怎么写呢？2021/8/624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 n匝匝，电动势为：，电动势为： 若线圈有若线圈有1 1匝匝，电动势为：，电动势为：2021/8/625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穿过过回回路路的的磁磁感感线的条数多少线的条数多少没有直接关系没有直接关系磁通量变化磁通量变化穿穿过过回回路路的的磁磁通通量量变化了多少变化了多少决决定定是是否否产产生生感感应电动势应电动势磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿穿过过回回路路的的磁磁通通量量变化的快慢变化的快慢决决定定产产生生感感应应电电动势的动势的大小大小对于对于 、/t/t的理解的理解2021/8/626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2021/8/6271 1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） A. A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大生的感应电动势一定越大 B. B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大的感应电动势一定越大 C. C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大产生的感应电动势一定越大 D. D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大产生的感应电动势越大反馈练习反馈练习D2021/8/6282、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转、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轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：间变化的规律如图所示，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到到D时间内平均时间内平均 感应电动势为感应电动势为0.4V/10-2Wbt/sA BD0120.1ABD2021/8/629小结：小结：1.知道什么叫感应电动势。知道什么叫感应电动势。2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别物理量，并能区别、 。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。 2021/8/630布置作业布置作业:1、课本、课本 问题与练习问题与练习1、22、独立完成练习册相关内容、独立完成练习册相关内容2021/8/6313、思考题、思考题 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处于匀强磁处于匀强磁场中，磁感应强度是场中，磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀速切割磁匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？感线，求产生的感应电动势？ Gabv2021/8/632三、三、导线切割磁感线时的电动势导线切割磁感线时的电动势 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abab处于匀强磁场中，磁处于匀强磁场中，磁感应强度是感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感线，求产生的感匀速切割磁感线，求产生的感应电动势应电动势ab Gabv回路在时间回路在时间t t内增大的面积为：内增大的面积为：S = L(S = L(vt)t)产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为：= BS= BS = BL= BLvttV V是导体棒在磁是导体棒在磁场中移动的速度场中移动的速度2021/8/633v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若导体若导体斜切斜切磁感线磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角） （若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）度方向有夹角）说明：说明：3 3、导线的长度、导线的长度 L L应为有效长度应为有效长度1 1、V V方向和方向和B B平行时，平行时，=0 =0 ，E=0E=02 2、速度、速度V为为平均值平均值，E就为就为平均值平均值. . 速度速度V为为瞬时值瞬时值，E就为就为 瞬时值瞬时值. .2021/8/634例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B B，长为，长为L L的金属棒的金属棒abab在垂直于在垂直于B B的平面内运动，速度的平面内运动，速度v v与与L L成成角，求金属棒角，求金属棒abab产生的感应电动势。产生的感应电动势。abvE=B(E=B(LsinLsin) )V V有效长度：有效长度： 导线在垂直速度方向上的投影长度导线在垂直速度方向上的投影长度2021/8/635练习：练习：半径为半径为R R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B B中，以速度中，以速度V V向右匀速运动时，向右匀速运动时，E=E=？ RE = E = B B2R2RV V有效长度：有效长度： 弯曲导线在垂直速度方向上弯曲导线在垂直速度方向上 的投影长度的投影长度2021/8/636问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？1 1、一般来说，、一般来说， 求出的是平均感应电动势，和求出的是平均感应电动势，和某段时间某段时间 或者或者某个过程某个过程对应，对应，求出的是求出的是瞬时瞬时感应电动势，感应电动势，E E和和某个时刻某个时刻 或者或者某个位置某个位置对应。对应。区别：区别：2021/8/637 2 2、求出的是整个回路的感应电动势求出的是整个回路的感应电动势vabcdL区别：区别： 回路中感应电动势为零时，但是回路中某回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。段导体的感应电动势不一定为零。2021/8/6381 1、公式、公式中的时间趋近于中的时间趋近于0 0时，时， E E就为瞬时感应电动势就为瞬时感应电动势2 2、公式、公式中中v v若代表平均速度，若代表平均速度， 则求出的则求出的E E就为平均感应电动势。就为平均感应电动势。联系：联系：问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？2021/8/639四、反电动势四、反电动势V V 此电动势阻碍电路中原此电动势阻碍电路中原来的电流来的电流. 故称之为反电动势故称之为反电动势2021/8/640NS电电动动机机安安 培培 力力 方方 向向 转转 动动 速速 度度 方方 向向2021/8/641 电动机线圈的转动产生感应电动势是电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势反电动势。这个电动势是这个电动势是削弱了削弱了电源电流电源电流, , 阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动. . 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为机械能。电能转化为机械能。 正因为正因为反电动势反电动势 的存在的存在, ,所以对电动机所以对电动机, ,欧姆定欧姆定律不成立律不成立. .2021/8/642 如果电动机因机械阻力过大而如果电动机因机械阻力过大而停止转动停止转动，这时就，这时就没有了没有了反电动势反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中，线圈电阻一般都很小，线圈中电流电流会很大会很大，电动机会烧毁。这时，应，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源立即切断电源，进，进行检查。行检查。2021/8/643作作业业: :创新导与练创新导与练P20P20P22 P22 第第1 1题题 第第1111题题 第第1313题题 第第17页页-第第19页页 例题例题 自己课后自学自己课后自学2021/8/644电源电源2021/8/645NS电源电源2021/8/646部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！