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物理：4.5《电磁感应定律的应用》课件2(新人教版选修3-2)

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物理选修3-2人教新课标4.5电磁感应规律的应用精品课件.

物理选修3-2人教新课标4.5电磁感应规律的应用精品课件.
第四章 电磁感应
第五节 电磁感应现象的两类情况
1
• 电源电动势的作用： 某种非静电力对自由电荷的力的作用。 一
习复
、
• 例： 干电池 非静电力就是化学作用
• 问题: 感应电动势对应的非静电力是一种什么样的 作用? 2
• 1、感生电动势、动生电动势：
二 势动 电 的 中 象 现 应 感 磁 电 、
2 2
外力做功 W FX
电流做功
B 2L2V W X R
E2 W t R W
BLV
2
方向右
R B 2L2VX W R
X V
结论：在纯电阻电路中，外力克服安 培力做了多少功将有多少热量产生。
13
三 、 电 磁 感 应 现 象 中 的
练3：光滑金属导轨L=0.4 m,电阻不计,均匀变化的 磁场穿过整个导轨平面,如图甲，磁场的磁感应强 度随时间变化的情况如图乙，金属棒ab的电阻为 CD 1Ω,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s 的速度 向右匀速运动,则：( )
12
三 、 电 磁 感 应 现 象 中 的
• 练2：如图，匀强磁场B中，光滑导轨上一直导体 棒MN向右以速度V匀速运动，棒长L，电阻阻值R， 不计其他电阻。
E • 电动势： 解析：
BLV
导体受外力
E 电流：I R 安培力：F BIV 解得： B 2L2V F R 方向左
F外 F F外 B LV R
10
三 、 电 磁 感 应 现 象 中 的
探讨：在动生电动势的产生过程中，洛伦兹力 做功吗？能量是怎样转化的？ • 洛伦兹力Fe与自由电子速度V垂直不做功；
Fe2 Fe力的分量: Fe2克服外力做负功， Fe Fe1做正功转化为电势能。 V

物理选修3-2 电磁感应现象ppt

物理选修3-2 电磁感应现象ppt

图C
图D
(3)某面积内有不同方向的磁场时，分别计算不同方
向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，
反方向的磁通量为负，求其代数和．如图 D 所示，ΔΦ
＝|Φ1－Φ2|.
特别说明：(1)线圈为多匝时，匝数不影响磁通量的 计算，即 Φ≠nBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝 数影响．
(2)磁通量的意义可以用磁感线形象地说明：磁通量 所表示的就是穿过磁场中某一面积的磁感线的条数．若某 一平面内的磁感线既有穿入的，又有穿出的，则穿过该面 的合磁通量为净磁感线的条数.
180°时，磁通量 Φ2＝－BS，线圈从图示转过 180°的过程，
磁通量的变化量大小为 ΔΦ＝2BS.
答案：BS 2BS
拓展二 感应电流有无的判断
1．有磁通量穿过线圈就一定有感应电流吗？ 提示：有磁通量但磁通量不变时，无感应电流． 2．导体切割磁感线一定会产生感应电流吗？ 提示：导体切割磁感线时，磁通量不一定变化，不一 定有感应电流．
第一章 电磁感应
第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件
知识点一 “电生磁”和“磁生电”
提炼知识 1．电流的磁效应——“电生磁”． 1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小 磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．
2．电磁感应现象——“磁生电”． (1)1831 年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电” 的现象，这种现象叫作电磁感应现象，产生的电流叫作感 应电流． (2)法拉第把引起电流的原因概括为五类：①变化的 电流，②变化的磁场，③运动的恒定电流，④运动的磁铁， ⑤在磁场中运动的导体．更概括地说，如果所研究的电路 中磁通量发生变化，在这个电路中就会发生电磁感应．
圆形磁＝场0(当区2答.8)磁域原×案场的图3：.1方半中见4×向径线解(转相圈5析×过等平1，面03－0而与3°)角2磁×B时线场(1，－圈方磁0半向.场8径垂6方6为直)向W，与b 线圈平面之间 2.0 c的m，＝夹大8若角.4于用为×圆公1θ02形式＝－6磁W6Φ0场b＝°. 区BS域si的n θ半求径磁，通但量穿，过此时 θ1＝90°. A、B 线答圈案当对的：磁线磁见场圈感解方C线析：向的设转条过C数线3相0圈°等角的，时半因，径此磁为在场r求方，通向过与线B 圈线平圈面中之间

物理：4.5《电磁感应定律的应用》教案(新人教选修3-2).doc

物理：4.5《电磁感应定律的应用》教案(新人教选修3-2).doc
(增强。因为感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反。感应电流的磁场阻碍磁通量的变化。感生电场是磁场变强引起的。因此，电磁铁的电流变大才能使电子加速。)
问题11：如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电子加速，电流又应怎样变化？
2、洛伦兹力与动生电动势
析：1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
问题4：感生电场的方向应如何判断？(回想：感应电流的方向如何判断？电流的方向与电荷移动的方向有何关系？)
析：感应电流的方向用楞次定律判定。电流的方向与正电荷移动的方向相同。感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向也可以用楞次定律判定。
问题5：若导体中的自由电荷是负电荷，能否用楞次定律判定？
问题12：如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。
析：导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。
（三）实例探究
感生电场与感生电动势
【例1】 如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（AC）
教学重
难 点
重点：感生电动势与动生电动势的概念。
难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教 具
板
书
设
计
§4.5电磁感应定律的应用
1、感应电场与感生电动势
2、洛伦兹力与动生电动势
教 学
环 节
学生学习活动的过程与内容
（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）
第二案
(二次备课)
(一）引入新课

人教版高中物理选修3-2 课件4.4法拉第电磁感应定律的应用(共18张PPT)

人教版高中物理选修3-2 课件4.4法拉第电磁感应定律的应用(共18张PPT)

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请 在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力 示意图；
(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小 为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的 大小；
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度 最大值；
解析：(1)如图5所示
(2)当 ab 杆速度为 v 时，感应电动势
(2)感应电流大小为 I＝ER＝00..2800 A＝4.0 A (3)由于 ab 棒受安培力，故外力 F＝ILB＝4.0×0.5×0.4 N＝0.8 N， 故外力的大小为 0.8 N
例题５、如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B＝0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度 相同，电阻r＝1.3Ω，框架电阻不计，电阻 R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.当金属棒以5 m/s速度匀 速向右运动时，求：
例题4、如图4所示，水平放置的平行金属导轨，相距L ＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝ 0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直 放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体 棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平 向右匀速滑动时，求：
(1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．
小结：法拉第电磁感应定律应用一般分析思路
(1)橡胶带匀速运动的速率； (2)电阻R消耗的电功率； (3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．
例题8、如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向 垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬 导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面 内，其右半部位于磁场区域中．求：
(1)ab棒中感应电动势的大小， 并指出a、b哪端电势高？ (2)回路中感应电流的大小； (3)维持ab棒做匀速运动的水平 外力F的大小．

4,4,2 法拉第电磁感应定律的应用(课件)-高中物理课件(人教版选修3-2)

4,4,2 法拉第电磁感应定律的应用(课件)-高中物理课件(人教版选修3-2)

针对训练：如图所示，电阻不计的光滑 U 形导轨水平放置，导轨间距 L＝0.5 m，导轨一端接有 R＝4.0 Ω 的电阻．有一质量 m＝0.1 kg、电阻 r＝1.0 Ω 的金属棒 ab 与导轨垂直放置．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的 磁感应强度 B＝0.2 T．现用 F＝5 N 的水平恒力垂直拉动金属棒 ab，使它由 静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离为 x＝2 m 时速度达到 v＝ 10 m/s.设导轨足够长．求： (1)此时金属棒 ab 中电流 I 的大小和方向； (2)此时金属棒 ab 两端的电压 U.
答案
Bπr2 R
解析 MN从圆环的左端滑到右端的过程中，
ΔΦ＝B·ΔS＝B·πr2
所用时间 Δt＝2vr，
所以 E ＝ΔΔΦt ＝πB2rv
通过电阻
R
的平均电流为
I
＝
E R
＝π2BRrv
通过 R 的电荷量为 q＝ I ·Δt＝BRπr2.
针对训练 (多选)如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流i，矩形金属线圈abcd
分析思路
确定 电源
分析电 路结构
哪一部分 判断产生感应电动势 的是哪一部分导体
E的大小 电源正负极
E = N Φ 或 E = BLv
t
右手定则或楞次定律
弄清各元件的串并联关系，画等效电路图
应用规 律求解
闭合电路欧姆定律、串并联 电路知识、电功率、焦耳定律
例题：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下 的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀 的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向 右移动经过环心O时，求： （1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；

物理选修3-2人教新课标4.5电磁感应规律的应用精品课件.

物理选修3-2人教新课标4.5电磁感应规律的应用精品课件.
1
• 知识与技能 • 1．了解电磁感应现象中的感生电场和洛 伦兹力的产生原因． • 2．知道感生电场、感生电动势的概念． • 3．会用楞次定律判断感生电场的方向， 用左手定则判断洛伦兹力的方向．
2
• 过程与方法 • 用类比的方法得到产生的感生电动势来 源于感生电场；从已有洛伦兹力的知识 推理动生电动势是由导体内自由电荷受 洛伦兹力作用运动而产生的． • 情感、态度与价值观 • 能利用公式解决实际问题，培养分析、 归纳和解决实际问题的能力，体会物理 理论在实际问题中的指导意义．
20
小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：管的挤压 力FN和磁场的洛伦兹力F，这两个力的合力充当小球做圆 周运动的向心力，其中F＝qvB，磁场在增强，球速先减 小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F向＝ v m r ，其大小随速度先减小后增大，因此挤压力FN也不一定 始终增大．正确答案应为C、D.
10
• 1．动生电动势：导体在磁场中做切割磁 感线运动时产生的电动势． • 2．动生电动势的产生原因分析 • 导体在磁场中做切割磁感线运动时，产 生动生电动势，它是由于导体中自由电 子受到洛伦兹力作用引起的．使自由电 子做定向移动的非静电力就是洛伦兹 力．
11
• 如图所示，一条直导线CD在匀强磁场B 中以速度v向右运动，并且导线CD与B、 v的方向互相垂直．由于导体中的自由电 子随导体一起以速度v运动，因此每个电
5
• 原来，手电筒中间部分是一个与灯泡及蓄电 电路相连的线圈，手电筒内有一块柱状的永 久磁体，摇动手电筒时磁体可以来回穿过线 圈，引起穿过线圈磁通量的变化，从而产生 感应电动势和感应电流，维持灯泡发光．
6
• 感生电场与感生电动势 • 1．感生电场 • 19世纪 60年代，英国物理学家麦克斯韦 在他的电磁场理论中指出：变化的磁场 在周围空间激发电场，我们把这种电场 叫感生电场．

高中物理4.5电磁感应定律的应用新人教版选修3

[课外训练]1.关于电磁感应的下列说法中，正确的是（）A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大2.半径为r的环有一个断口，如果穿过断环的磁感应强度变化量为k时，则断环中磁通量的变化量说法正确的是（）A.0B.kπr2C.可以计算磁通量的变化量但条件不足D.由于环不闭合所以磁通量不能够计算3.长度相同、运动速度数值相同的导体棒所在处的磁感应强度大小相同，如图16-19所示则导体棒产生感应电动势数值最大的为（）4.两个长度为L的导线做成一个圆环a和一个正方形线框b，垂直放置在同一个磁场中当磁通量变化相同时，a、b产生的感应电动势大小之比为（）A. 2:πB.π：4C.1：1D. 4:π5.一个面积为S的闭合线框垂直放置在一个变化的磁场中，当磁场t1=t0时间内磁感应强度由B0变化为B0/2，线框中产生的感应电动势为E1，当磁场在t2=3t0时间内磁感应强度由B0/2变化为- B0/2(负号表示方向与正方向相反),线框中产生的感应电动势为E2，则E1:E2的关系为（）A. 1:1B.3:2C.2:1D.由于t2时间内产生的感应电动势为零所以不能够进行比较6.一闭合线圈放在匀强磁场里，若通过线圈平面的磁感强度随时间的变化如图16-21甲所示.则线圈的感应电动势为图乙中哪个图像所示( )7．如图16-22示一闭合线圈与条形磁铁在同一平面内，当条形磁铁以磁铁的中心为轴在纸面内转动时线圈中将感应电流;线圈以平行于磁铁的直径为轴转动时，线圈中将感应电流;线圈以垂直于磁铁的直径为轴转动时线圈中将.感应电流.8.如图16-23所示闭合线框abcd，ab=0.05m，ad=0.04m.垂直放置在磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中，现将线框以ab边为轴匀速转动，其周期为T=0.02s，则线框向外转过900时，线框产生的感应电动势为，在线框向外转过1800（线框仍然在磁场中）的过程中产生的感应电动势为.9如图16-24所示弯曲导体棒ACD在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中做切割磁感线运动，已知AC=0.3m，CD=0.2m，CD与AC的夹角为450,导体棒运动的速度为V=1.0m/s，运动的方向与AC垂直试求：（1）导体棒CD之间产生的感应电动势E1.（2）AD棒产生的感应电动势E2.。

高级中学高中物理人教版选修32课件：4.5+电磁感应规律应用+(共10张PPT)


磁场不变，闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量变化
原
由于B变化引起
因
回路中变化
由于S变化引起 回路中变化
非 静 电 力
的 来 源
变化磁场在它周围空间激发 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对次定律
非静电力是洛仑兹力的 分力，由洛仑兹力对运 动电荷作用而产生电动 势
第五节 电磁感应现象的两类情况
复习电动势相关知识
+ +
+ +
+
+
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+-
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+ +
每一个电动势都对应有一种非静电力——正是由于非静电力 做功把其它形式的能转化为电能（如干电池）
一.电磁感应现象中的感生电场
一个闭合电路静止 于磁场中,由于磁场 强弱的变化,闭合电 路内产生了感应电 动势.这种情况下,哪 一种作用扮演了非 静电力的角色?
×× × ×
_
×× × ×
_f
××
×v ×
× × _f ×
×
× × f×
×
导体两端产生电势 差——动生电动势
动生电动势是 导体中的自由 电荷在磁场中 受到洛仑兹力 作用的结果。
× ×
C ×
×
+++
× ×
× ×
××
×v ×
×
× ___ ×
×
D × ×
×
×
f
感生电动势
动生电动势
特 点
闭合回路的任何部分都不 动，空间磁场变化导致回 路中磁通量变化
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.

人教版选修3-2 4.5 电磁感应现象的两类情况 课件(102张)


=2×10×1 N=20 N,由于导体棒ab匀速运动,则F=F安=
20 N,导体棒克服安培力的功率P安=F安v=20×5 W=100
故选项A、B错误,选项C正确;根据右手定则判断通过
电阻的电流为从A到C,故选项D正确。
知识点二 电磁感应中的力学问题 探究导入: 如图所示,将线圈匀速向右拉出磁场。
请思考:拉力F与安培力有什么关系? 提示:拉力F与安培力大小相等,方向相反。
知识点一 感生电动势与动生电动势的比较 探究导入: 著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置:一块绝 缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动,在圆板中部有一 个线圈,圆板四周固定着一圈带电的金属球,如图所示。 当线圈接通电源后,发现圆板转动起来,圆板为什么会 转动呢?
提示:在线圈接通电源的瞬间,线圈中的电流是增大的, 产生的磁场是逐渐增强的,逐渐增强的磁场会产生电场。 在小球所在圆周处相当于有一个环形电场,小球因带电 而受到电场力作用从而会使圆板转动。
(3)×。感应电动势是导体中产生的,与感生电场不是一 个物理概念。 (4)√。洛伦兹力提供非静电力,产生了动生电动势。 (5)×。洛伦兹力在任何情况下都不会对电荷做功。
【生活链接】 发电机为什么需要动力?
提示:导体在磁场中运动切割磁感线产生的感应电流一 定受到与导体运动方向相反的安培力,阻碍导体的运动, 从而使得其他形式的能转化为电能。
【典题通关】 考查角度1 动生电动势的分析 【典例1】如图所示,在竖直向下的匀强磁场①中,将一 水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出②,设在整个 过程中棒的方向不变且不计空气阻力③,则在金属棒运 动过程中产生的感应电动势大小变化情况以及哪端电 势高 ( )
A.越来越大、a端电势高 B.越来越小、b端电势高 C.保持不变、a端电势高 D.保持不变、b端电势高
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导体棒中的感应电流在磁场中受安培 力作用时： •如果安培力做负功，是把其他形式的 能量转化为电能；
例.两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平 的绝缘斜面上， 行放在倾角θ的绝缘斜面上，两导轨间 一质量为m 距为L.M、P两点间接有电阻R.一质量为m 的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直， ab放在导轨上并与导轨垂直 的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直， 杆的电阻r，装置处于垂直斜面向下的匀 导轨电阻可忽略. ab杆由 强磁场B中，导轨电阻可忽略.让ab杆由 静止开始下滑， 静止开始下滑， ab杆的速度为 杆的速度为v ①当ab杆的速度为v时， 求此时ab杆加速度； ab杆加速度 求此时ab杆加速度； 下滑过程中，ab杆 ②下滑过程中，ab杆 可以达到的速度最大值. 可以达到的速度最大值.
q=
πdU
4B
的正方形线框， 例.Ａ是一边长为 L的正方形线框，电阻为 Ｒ．现维持线框以恒定速度 现维持线框以恒定速度ｖ 轴运动， Ｒ．现维持线框以恒定速度ｖ沿ｘ轴运动， 并穿过图中匀强磁场Ｂ区域． 并穿过图中匀强磁场Ｂ区域．取逆时针方 向为电流正方向， 向为电流正方向，则线框中产生的感 应电流ｉ 图是： 应电流ｉ-ｔ图是：
2 2m/ s
0.50J
d
答案：
B Lv a = g sin θ − m(R&θ vm = 2 2 BL
=50cm， 例.水平的平行虚线间距为d=50cm，其间 1T的匀强磁场 的匀强磁场。 有B=1T的匀强磁场。一个正方形线圈边长 =10cm，质量100g 电阻0.02Ω 100g， 0.02Ω。 为L=10cm，质量100g，电阻0.02Ω。开始 时线圈下边缘到磁场上边缘的距离为 =80cm。将线圈静止释放， h=80cm。将线圈静止释放，其下边缘刚进 入磁场和刚穿出磁场时速度相等。 入磁场和刚穿出磁场时速度相等。求： ⑴线圈下边缘穿越磁场过程 中的最小速度v. h ⑵线圈进入磁场过程中产生 的电热Q.
第四章 电磁感应
第 5节
电磁感应定律的应用2
电磁流量计如图所示 如图所示, 例.电磁流量计如图所示,用非磁性材料做 成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导 成的圆管道,外加一匀强磁场. 电液体流过此区域时,测出管壁上M 电液体流过此区域时,测出管壁上M、N两 点间的电势差为U, U,就可知道管中液体的流 点间的电势差为U,就可知道管中液体的流 q,即单位时间内流过管道横截面的液体 量q,即单位时间内流过管道横截面的液体 体积(m s).已知管道直径为d,磁场的磁 已知管道直径为d, 体积(m3／s).已知管道直径为d,磁场的磁 感应强度为B, B,则 感应强度为B,则q与U间的关系为 .
B
L 3L
例.长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于 的匀强磁场边缘， 磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与 磁感线垂直。 磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中， 匀速拉出磁场的过程中， L1 ⑴拉力的大小F v ⑵拉力的功率P L2 F ⑶拉力做的功W ⑷线圈中产生的电热Q ⑸通过线圈某一截面的电荷量q