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法拉第电磁感应定律知识梳理课件

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法拉第电磁感应定律ppt课件全

法拉第电磁感应定律ppt课件全

E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb，则：
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知：大，总电指阻针一偏定转时角，越E大越。大，I越
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈
中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2．磁通量变化越快，感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示，一个500匝的线圈的两 端跟R＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的 匀强磁场中，线圈的横截面积为20 cm2，电阻 为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图，求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大？
19
【解析】 由题图(b)知：线圈中磁感应强度 B 均匀 增加，其变化率ΔΔBt ＝(504－1s0)T＝10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔBt S＝500×10×20×10－4 V＝10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I＝R＋E r＝991＋0 1A＝0.1 A.
巩固练习
2．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动，穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1，当线圈处于如图2所示位置时，它的：

4.4法拉第电磁感应定律_课件

4.4法拉第电磁感应定律_课件

磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.
探究实验：影响感应电动势大小的因素？ 实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表 指针发生偏转。 问题1：电流表指针偏转原因是什么？电 流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有 什么关系？ 问题2：将条形磁铁从同一高度，插入线圈 中，快插入和慢插入由什么相同和不同？
取适当单位 则k=1
线圈由1匝 n
二法拉第电磁感应定律
1、内容：
电路中感应电动势的大小，跟穿过这 一电路的磁通量变化率成正比 。
2、公式：
t
（单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1） 注意：公式中Δ φ 取绝对值，不涉及正负，感 应电流的方向另行判断。
3、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况：
若导体斜切磁感线
（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）
Байду номын сангаас
B V1=Vsinθ θ v V2 =Vcosθ
说明：
E BLv1 BLvsin
（θ 为v与B夹角）
1、V方向和B平行时，θ=0 ，E=0 2、速度V为平均值，E就为平均值. 速度V为瞬时值，E就为 瞬时值. 3、导线的长度 L应为有效长度
模拟实验一
Ｎ
Ｎ
一根磁铁慢速插入
一根磁铁快速插入
分析归纳：
从条件上看 相同 不同 从结果上看
磁通量变化量 △Φ 相同 都产生感应电流 I 感应电流 I 大小不同 磁铁插入的快慢不同
感应电动势大小不同
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
Ek t
En t
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

法拉第电磁感应定律课件

法拉第电磁感应定律课件

图 4－4－1
2．思考判断 (1)对于 E＝Blv 中的 B、l、v 三者必须相互垂直．(√) (2)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一 定越大．(×) (3)当 B、l、v 三者大小、方向均不变时，在 Δt 时间内的 平均感应电动势和它在任意时刻产生的瞬时感应电动势相 同．(√)
3．探究交流 如图 4－4－2 所示，一边长为 L 的正方形导线框 abcd 垂直于磁感线，以速度 v 在匀强磁场中向右运动，甲同学说： 由法拉第电磁感应定律可知，
图 4－4－4
2．公式中的 v 应理解为导线和磁场间的相对速度，当导 线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．
3．公式中的 l 应理解为导线切割磁感线时的有效长度．如 果导线不和磁场垂直，l 应是导线在垂直磁场方向投影的长 度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，l 应取导线两端点的连 线在与 B 和 v 都垂直的直线上的投影长度．
回路．虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂
直于回路所在的平面．回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直
径 CD 始终与 MN 垂直．从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁
场为止，下列结论正确的是( )
A．感应电流方向不变
B．CD 段始终不受安培力
C．感应电动势最大值 E＝Bav D．感应电动势平均值 E ＝14πBav
少
磁通量的

表示在某一过程中穿过某一 ΔΦ＝Φ2－
Wb
变化量 ΔΦ
面积的磁通量变化的多少 Φ1
物理量 单位
物理意义
计算公式
磁通量的 变化率ΔΔΦt
表示穿过某一面积 Wb/s 的磁通量变化的快
慢
ΔΔΦt ＝ΔBΔB·tΔΔ·SSt

法拉第电磁感应定律课件

法拉第电磁感应定律课件
思考2：将条形磁铁从同 一高度，插入线圈中，快 插入和慢插入由什么相同 和不同？
实验结论
磁通量变化越快，感应电流I越大，感应 电动势E越大。
进一步猜想：感应电动势的大小很可能与 磁通量的变化率有关，并且成正比。
二、法拉第电磁感应定律
E t
E k t 国际单位制k=1
单匝线圈产生的感应电动势：E t
有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为 R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方 向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环 某一截面的电荷量为多少？
巩固练习
解析：I= E
R E
t
I=
t R
又 Q=It
Q= = 0.2 0.01 0.1 0.01 =0.01C
R
0.1
导线切割磁感线产生的电动势
v
E=BLv sin
vv
巩固练习
匝数为N＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω ，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场 穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求 ：线圈中的感应电流的大小。
巩固练习
解析：
I= E R
EN
t
I=N
t R
I=30A
巩固练习
法拉第电磁感应定律
一、感应电动势 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势 叫感应电动势（E）
2、产生条件：穿过电路的磁通量发生变化
影响感应电动势大小的因素
实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电 流计表指针发生偏转。
思考1：电流表指针偏转原 因是什么，电流表指针偏 转程度跟感应电动势的大 小有什么关系？
E
F
电机转动
课堂小结
1、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿

《法拉第电磁感应定律》共29张ppt精选全文

《法拉第电磁感应定律》共29张ppt精选全文
电学方面1821年法拉第完成了第一项重大的电发明，即第一台电动机，通俗来解释就是通过使用电流将物体运动。虽然在现代技术看来，这个装置十分简陋，但它却开创电动机的发展史。1831年法拉第在实验中发现了电磁感应，也就是当一块磁铁穿过一个闭合线路时 ，线路内就会有感应电流产生。这也成为了法拉第一生最伟大的贡献之一。同年法拉第发明了圆盘发电机，这是法拉第第二项重大的电发明。
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？
在实验中，速度越快、磁场越强、匝数越多， 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢？
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：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，这就是法拉第电磁感应定律 。
现代科学研究中常要用到高 速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化，产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下 看，电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速？
导线切割磁感线时的感应电动势
＝
∆Φ ＝ Φ 2－ Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时（n=1）：
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与＝ 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场

《法拉第电磁感应定律》ppt课件

《法拉第电磁感应定律》ppt课件
研究新材料和新技术在法拉第电磁感应定律中的应用，如 超导材料、纳米材料、石墨烯等，探索其在提高电磁感应 效应和推动技术革新方面的潜力。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。

法拉第电磁感应定律(高中物理教学课件)


若∆t代表一段时间，则
n t
代表平均电动势
作用： I q It，一般用来求一段时间流过某横
截面的电量
q IБайду номын сангаас t
t
n
t
t
n
R总
R总
R总
BLv，也可求平均电动势，v为平均速度
五.感应电动势分类
2.瞬时电动势：
若∆t趋向零，则
n
t
代表瞬时电动势
作用：求任意时刻电动势的大小，可以求电动势、 路端电压、电流、功率的瞬时值
2.表达式：单匝： ；多匝： n
t
t
3.单位：伏特（V），1V＝1Wb/s＝1J/C
①电磁感应定律是德国物理学家纽曼、韦伯在对理论和
实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出
的。因法拉第对电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称
之为法拉第电磁感应定律。
②表达式为
k
t
，在国际单位制下k＝1。
BLv，也可求瞬时电动势，v为瞬时速度
例4.如图：把一线圈从磁场中匀速拉出，
一次速度为v，一次速度为2v，求两次拉 v
出磁场的电动势ε、电流I、拉力F、电量 q、产生的热量Q之比。
B
答：1:2， 1:2， 1:2， 1:1， 1:2，
观察实验三
六.动生电动势
Φ＝BS，Φ的变化可能是B引起的，也可能是S引起的
一.感应电动势
注意： ①产生电磁感应现象的导体相当于电源（插入磁铁的线 圈、切割磁感线的导体棒……） ②电源内部的电流方向是从电源负极流向正极 ③电路断开时没有感应电流，但有感应电动势 问题：感应电流的方向怎么判断？ 答：利用楞次定律、右手定则

法拉第电磁感应定律PPT课件

知）①E=Blvsinθ ;②E=2BRv; ③E=BRv
2020年10月2日
图12-3-3
12
能力·思考·方法
【例1】如图12-3-5所示，边长为a的正方 形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速 转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在 面与磁感线垂直,经过时间t转过1200角, 求:(1)线框内感应电动势在t时间内的
长度；此公式是法拉第电磁感应定律在导
202体0年1切0月2割日 磁感线时的具体表达式.
7
基础训练
1.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 随时间变化的规律如图所示，则( )
2020年10月2日
8
基础训练
A.线圈中0时刻感应电动势最大
B.线圈中D时刻感应电动势为0
由于△Φ =B △S =Bπr２； △t =2r/v，由
法拉第电磁感应定律，E= △Φ / △t
=Bπrv/2,所以I=E/R=Bπrv/2R,从而，通过
的电量：q=Bπr2/R.
2020年10月2日
16
能力·思考·方法
MN从圆环的左端滑动
到右端的过程中电阻
R上的电流的平均值
2及020年通10月过2日的电量.
图12-3-6
15
能力·思考·方法
【解析】本题粗看是MN在切割磁感线，属于 “切割”类的问题，要用E=BLv,但切割杆MN 的有效长度在不断变化，用公式E=BLv难以 求得平均值.事实上，回路中的磁通量在不 断变化，平均感应电动势可由磁通量的变化 来求.
法拉第电磁感应定律
要点·疑点·考点 基础训练 能力·思考·方法 延伸·拓展
2020年10月2日
1
要点·疑

法拉第电磁感应定律课件


产生感应电动势
θ
不产生感应电动势
B v1 =vsinθ
E Blv1
E
Blv s in
v1 v sin
v
v2 =vcosθ
3．一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，
并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图所示，则
有( )
A．Uab＝0 B．Ua>Ub，Uab保持不变 C．Ua≥Ub，Uab越来越大 D．Ua<Ub，Uab越来越大
物理量
磁通量Ф
磁通量变化△Ф
磁通量变化率 ΔΦ/Δt
物理意义
穿过回路的磁感 线的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通 量变化的快慢
与电磁感应关系 无直接关系
产生感应电动势 的条件
决定感应电动势 的大小
【针对训练】 1．下列说法正确的是（ ） A．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 B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．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 D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大
不是感应电流
法拉第（1791—1876）是英 国著名的物理学家、化学家。 他发现了电磁感应现象，提出 电场和磁场的概念。场的概念 对近代物理的发展的重大意义。
他家境贫寒，出身于铁匠 家庭，未受过系统的正规教育， 但却在众多领域中作出惊人成 就，堪称刻苦勤奋、探索真理、 不计个人名利的典范，对于青 少年富有教育意义。
⊿ Ф= ⊿ BSsin30°
30°
E n
t
B
6．如图所示，线圈a、b电阻分别为R、r，用不计电 阻的导线相连接，a处在匀强磁场中，磁场均匀增加， 判断C、D两点的电势高低。
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(1)ab 下滑的最大速度 vm； (2)当 v＝vm 时，ab 上释放的电功率．(g 取 10 m/s2)
思路导图：
解析： (1)分析导体棒受力，如图所示．根据 右手定则判断感应电流的方向是从 b 到 a，根据 左手定则判断导体棒受安培力的方向水平向右， 要使 ab 下滑的速度最大，导体棒在斜面上的合 力为零，即 mgsin α＝Fcos α，F＝BIL，I＝RE.因 B 与 vm 不垂 直，可分解速度 vm，得 E＝BLvmcos α.解以上各式得 vm＝130 m/s.
2．对 l 的理解 式中的 l 应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导 线不和磁场垂直，l 应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如 果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与 B 和 v 垂 直的等效直线长度，即 ab 的弦长．
3．对 v 的理解 (1)公式中的 v 应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线 不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生． (2)若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度 求电动势．
1.3 法拉第电磁感应定律
知识巩固
法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．磁通量变化的两种方式 (1)磁感应强度 B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变化， 此时 E＝nBΔΔSt ； (2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此 时 E＝nΔΔBt S，其中ΔΔBt 是 B－t 图象的斜率．
电磁感应中常见的“杆＋导轨”模型 1．模型特点 “杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道 具”，也是高考的热点． “杆＋导轨”模型问题的物理情境变化空间大，涉及的知 识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，常 用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、左手 定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动能定理、功能关系、 能的转化和守恒定律等．
半圆的半径为 r，导线框的电阻为 R，即 I1＝ER＝RΔΔΦt＝BR0ΔΔtS＝
12πrπ2B0＝B20rR2ω.当线圈不动，磁感应强度变化时，I2＝ER＝RΔΔΦt＝ Rω
ΔBS＝ΔBπr2，因 RΔt Δt2R
I1＝I2，可得ΔΔBt ＝ωπB0，C
选项正确．
导体切割磁感线时的感应电动势 1．对 θ 的理解 当 B、l、v 三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势 最大；当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势 为零．
2．模型分类 模型一 单杆水平式.
物 理 模 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为 B，棒 ab 长 型 为 L，质量为 m，初速度为零，拉力恒为 F，水平
导轨光滑，除电阻 R 外，其他电阻不计
设运动过程中某时刻棒的速度为 v，由牛顿
动态分析
第二定律知棒 ab 的加速度 a＝mF－Bm2LR2v， a、v 同定感应电动势 E 大小的因素 (1)E 的大小决定于ΔΔΦt ； (2)E 的大小决定于线圈的匝数．
(1)E 的大小与 Φ、ΔΦ 的大小无必然联系． (2)Φ＝0 时，ΔΔΦt 不一定为零．
如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成
的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面
(纸面)向里，磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆 心 O 且垂直于半圆面的轴以角速度 ω 匀速转动半周，在线框中
减小，a＝0 时 v 最大，I＝BRLv恒定
运动形式 收尾
力学特征 状态
电学特征
匀速直线运动 a＝0 v 恒定不变
I 恒定
模型二 单杆倾斜式
物理 模型
动 态 分 析
匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为 B，导轨间距 L， 导体棒质量 m，电阻 R，导轨光滑，电阻不计(如图) 棒 ab 释放后下滑，此时 a＝gsin α，棒 ab 速度 v↑→ 感应电动势 E＝BLv↑→电流 I＝ER↑→安培力 F＝ BIL↑→加速度 a↓，当安培力 F＝mgsin α 时，α＝ 0，v 最大
如图所示，导体棒在磁场中绕 A 点在纸面内以角速度 ω 匀 速转动，磁感应强度为 B，则 AC 在切割磁感线时产生的感应 电动势为
E＝Blv2C＝12Bl·ωl＝12Bl2ω
如图所示，平行金属导轨间距为 d，一端跨接电阻
R，匀磁场磁感应强度为 B，方向垂直于导轨平面，一根长金
属棒与导轨成 θ 角放置，棒与导轨电阻不计，当棒沿垂直于棒
收尾 状态
运动形式
匀速直线运动
力学特征 a＝0 时 v 最大，且 vm＝mgBR2sLin2 α
电学特征
电流恒定
U 形导线框架宽 1 m，框架平面与水平面夹角 30°， 电阻不计．B＝0.2 T 的匀强磁场与水平面垂直，如图所示．质 量 m＝0.2 kg、电阻 R＝0.1 Ω 的导体棒 ab 跨放在 U 形架上， 且能无摩擦地滑动．求：
产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小
随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的
电流，磁感应强度随时间的变化率ΔΔBt 的大小应为( )
A.4ωπB0
B.2ωπB0
C.ωπB0
D.ω2Bπ 0
解析： 当线框绕过圆心 O 的转动轴以角速度 ω 匀速转动
时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流．设
的方向以恒定速率 v 在导轨上滑行时，通过电阻的电流是( )
Bdv A.Rsin θ
Bdv B. R
Bdvsin θ C. R
Bdvcos θ D. R
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/8
解析： 导体棒切割磁感线的有效长度为 L＝sind θ 故 E＝BLv＝sBindvθ 则 I＝ER＝RBsidnvθ A 正确．
(2)导体棒运动的速度达最大后，导体棒匀速运动，其电功 率与重力的功率相等，即 P＝mgsin α×vm＝130 W
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/8