李美奇1.3法拉第電磁感應(yīng)定律-課件

1.3法拉第電磁感應(yīng)定律選修3-2射洪中學(xué)李美奇歷史重現(xiàn)

受到奧斯特電可以產(chǎn)生磁的啟發(fā)，法拉第從1822年就著手研究把磁轉(zhuǎn)化為電的問(wèn)題。開(kāi)始，法拉第把線圈和電流計(jì)連接好，把磁鐵插入線圈或從線圈中拔出，之后去觀察電流計(jì)，結(jié)果什么現(xiàn)象也沒(méi)能發(fā)生。其實(shí)，已經(jīng)發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不過(guò)法拉第沒(méi)有想到電磁感應(yīng)現(xiàn)象竟然是一種瞬間的過(guò)程。受奧斯特實(shí)驗(yàn)影響，法拉第認(rèn)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)該是一種穩(wěn)定效應(yīng)，結(jié)果法拉第屢次失敗。

10年過(guò)去了。

1831年10月17日，法拉第在一個(gè)長(zhǎng)筒外面繞上導(dǎo)線，將導(dǎo)線的兩端連接上靈敏的電流表。然后用磁棒在線圈中插拔。突然，一瞬間，電流表的指針晃了一下，電流計(jì)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)！法拉第高興之余，一共做了幾十個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)，終于認(rèn)識(shí)到電磁感應(yīng)現(xiàn)象原來(lái)是一種很短暫的現(xiàn)象。

1831年，法拉第發(fā)表了論文，指出變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。

法拉第在自己的研究上，設(shè)計(jì)了世界上第一部感應(yīng)發(fā)電機(jī)，第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電解定律，第一次發(fā)現(xiàn)真空放電現(xiàn)象中的“陰極暗區(qū)”，第一回談到磁力線與電磁場(chǎng)。他還澄清了各種關(guān)于電的說(shuō)法，發(fā)現(xiàn)貯存電的方法，繼而發(fā)現(xiàn)法拉第效應(yīng)。法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)原理，連同他的其他貢獻(xiàn)共同構(gòu)成了發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)發(fā)明的基礎(chǔ)，使人類從蒸汽時(shí)代疾步跨入電氣時(shí)代。

1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？2．在恒定電流中學(xué)過(guò)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？溫故知新（1）閉合電路（2）有電源

（1）閉合電路（2）磁通量變化NS甲乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源

既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。3.試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.

一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。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).探究實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素分組實(shí)驗(yàn)：將條形磁鐵插入線圈中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。問(wèn)題1、電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？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？（聯(lián)系全電路歐姆定律討論）

問(wèn)題2：將條形磁鐵從同一高度，插入線圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？磁通量變化的快慢不同磁通量的變化相同都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等從條件上看從結(jié)果上看相同不同小結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，磁通量變化得快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大.說(shuō)明：磁通量的變化快慢用磁通量的變化率來(lái)描述，即可表示為實(shí)驗(yàn)結(jié)論越大，感應(yīng)電流I越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大。

進(jìn)一步猜想：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小很可能與磁通量的變化快慢有關(guān)，并且成正比。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，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比定律內(nèi)容取適當(dāng)單位則k=1線圈由1匝n

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過(guò)回路的磁通量變化了多少磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過(guò)回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義弄清：1、磁通量大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？

2、磁通量變化大，電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件a.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化。此時(shí)：b.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。此時(shí)：2、用公式 求E的三種常見(jiàn)情況：（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）（感生電動(dòng)勢(shì)）c.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。此時(shí)：1、有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.07Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從2T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。課堂練習(xí)例4、匝數(shù)為n＝200的線圈回路總電阻R＝50Ω，整個(gè)線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)，磁通量Φ隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng)電流的大小。鞏固練習(xí)例5、有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？1、法拉第