法拉第電磁感應(yīng)定律

1、第四章第四章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)（1 1）閉合電路）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題問(wèn)題1 1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問(wèn)題問(wèn)題2 2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（2 2）磁通量變化）磁通量變化思考思考: :問(wèn)題問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同的異同 既然閉合電路中既然閉合電路中有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流，這，這個(gè)電路中就個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)一定有電動(dòng)勢(shì)。甲甲NSG乙乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源1、定義：、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

2、叫生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）. . 閉合電路閉合電路中中有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流，這個(gè)電路，這個(gè)電路中中就就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). .一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于相當(dāng)于電源電源. .2、產(chǎn)生條件：、產(chǎn)生條件：只要只要穿過(guò)電路的穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化磁通量發(fā)生變化，電路中，電路中就就產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流：、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流： 只要磁通量變化只要磁通量變化,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì); 若電路若電路又又閉合閉合,電路中就有感應(yīng)電流電路中就有感應(yīng)電流.磁通量變化

3、是電磁感應(yīng)的根本原因磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因; ; 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì). .變化變化產(chǎn)生產(chǎn)生E產(chǎn)生產(chǎn)生I 問(wèn)題問(wèn)題1 1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？偏轉(zhuǎn)原因是什么？知：由rREI總電阻一定總電阻一定時(shí)時(shí),E越大越大,I越越大大,指針偏轉(zhuǎn)指針偏轉(zhuǎn)越大越大.問(wèn)題問(wèn)題2 2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？變化的快慢不同變化的快慢不同 都發(fā)生了變化都發(fā)生了變化, ,相同相同都產(chǎn)生了都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的產(chǎn)生的E(I)大小不等大小不等磁通量變化磁通量

4、變化越快越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。 磁通量的變化快慢磁通量的變化快慢t越大越大?從條件上看從條件上看從結(jié)果上看從結(jié)果上看相同相同不同不同問(wèn)題問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同入有什么相同和不同? 磁通量的變化率磁通量的變化率二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的過(guò)這一電路的磁通量磁通量的的變化率變化率成成正正比。比。 1 1.內(nèi)容內(nèi)容: :tEtnE注意：注意：公式中公式中取絕對(duì)值取絕對(duì)值，不

5、涉及，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。2 2.公式公式: :n為線圈的匝數(shù)為線圈的匝數(shù)tEtnE平均磁通量變平均磁通量變化率化率平均感應(yīng)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)當(dāng)t0時(shí)，時(shí)，E表示瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表示瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題問(wèn)題1：磁通量大：磁通量大,磁通量變化一定大嗎磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題問(wèn)題2：磁通量變化大：磁通量變化大,磁通量的變化率磁通量的變化率一定大嗎一定大嗎? 磁通量的變化率和磁通量、磁通量的磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化變化無(wú)直接關(guān)系無(wú)直接關(guān)系:磁通量大磁通量大(小小,零零)，磁通量，磁通量的變化率不一定大的變化率不一定大(小小,零零);磁通量的變

6、化大磁通量的變化大(小小)，磁通量的變化率不一定大，磁通量的變化率不一定大(小小).思考與討論思考與討論 物理意義物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量磁通量穿過(guò)回路的磁感穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)線的條數(shù)多少多少無(wú)直接關(guān)系無(wú)直接關(guān)系磁通量變化磁通量變化穿過(guò)回路的磁通穿過(guò)回路的磁通量量變化變化了多少了多少產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的勢(shì)的條件條件磁通量變化率磁通量變化率/tt穿過(guò)回路的穿過(guò)回路的磁通磁通量量變化的快慢變化的快慢 決定決定感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的勢(shì)的大小大小3、理解、理解:、/t的意義的意義 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變不變,垂直于磁場(chǎng)的回路垂直于磁場(chǎng)的回路面積面積S發(fā)生變化發(fā)生變化

7、,SS2-S1,此時(shí)：此時(shí)： 2.垂直于磁場(chǎng)的回路面積垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變不變,磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B發(fā)生變化發(fā)生變化,BB2-B1,此時(shí)：此時(shí)：4、應(yīng)用、應(yīng)用:用公式用公式 求求E的二種的二種常見情況：常見情況：tnEtSBnEtBSnE（感生電動(dòng)勢(shì)）（感生電動(dòng)勢(shì)）（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）/10- -2Wbt/sA B D0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：化的規(guī)律如圖所示，則：( )A、線圈中、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻

8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 C、線圈中、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D、線圈中、線圈中0到到D時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi) 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4VABD例例斜率表示斜率表示的變化率的變化率ab Gabv回路在時(shí)間回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積內(nèi)增大的面積為：為： S=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化穿過(guò)回路的磁通量的變化為：為：=BStE =BLvtttBLv BLv （V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)

9、體如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長(zhǎng)長(zhǎng)l,處于處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度以速度v勻勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)vB BV1V2若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線導(dǎo)體斜切磁感線)注意：注意：2、導(dǎo)線的長(zhǎng)度、導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為應(yīng)為有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度1、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行平行時(shí)時(shí), E=03、速度、速度v為平均值為平均值(瞬時(shí)值瞬時(shí)值), E就為平均值就為平均值(瞬時(shí)值瞬時(shí)值)Lv為為v與與B夾角夾角sin1BLvBLvE三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的三、

10、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)BLvE 勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)v 、B B、L L兩兩垂直兩兩垂直sinBLvE vBLL、夾角為與Bv三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒的金屬棒ab在垂直于在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度速度v與與L成成角，求金屬棒角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)。abvE=BLVsin例例問(wèn)題：?jiǎn)栴}：公式公式 tnEsin BLvE與公式與公式 的的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別和聯(lián)系？ (1) 求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), E和某段

11、時(shí)間或某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)；和某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)； 求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E和某個(gè)和某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置對(duì)應(yīng)時(shí)刻或某個(gè)位置對(duì)應(yīng). (2)求出的是整個(gè)回路的求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；求出的是某部求出的是某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)?；芈分懈袘?yīng)分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)。回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，回路中某段導(dǎo)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：區(qū)別：(1)公式公式中的時(shí)間趨近于中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)公式公式中中v若代表平均速度，則若代表平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為平均感應(yīng)

12、電動(dòng)勢(shì)。2、聯(lián)系：、聯(lián)系：?jiǎn)栴}：?jiǎn)栴}：公式公式 tnEsin BLvE與公式與公式 的的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別和聯(lián)系？公式公式和公式和公式是統(tǒng)一的是統(tǒng)一的.問(wèn)題問(wèn)題3：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流電流,還是削弱了電源的電流還是削弱了電源的電流?是有利于線是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)?四、反電動(dòng)勢(shì)四、反電動(dòng)勢(shì) 1、定義：、定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)總要總要削弱削弱電源產(chǎn)生的電流電源產(chǎn)生的電流,這個(gè)電這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)勢(shì)叫反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì). 2、作用：、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng). 線圈要維持轉(zhuǎn)動(dòng)線圈要維持轉(zhuǎn)動(dòng), ,電源就要向電動(dòng)機(jī)提供電能電源就要向電動(dòng)機(jī)提供電能. .電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能轉(zhuǎn)化