圖解-法拉第電磁感應(yīng)定律

（1）閉合電路利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問題2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（2）磁通量變化思考:第一頁，共38頁。問題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同

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。甲NSG乙產(chǎn)生電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源第二頁，共38頁。1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感應(yīng)電動(dòng)勢（E）.

閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢.一、感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.第三頁，共38頁。2、產(chǎn)生條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。3、感應(yīng)電動(dòng)勢與感應(yīng)電流：只要磁通量變化,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢;若電路又閉合,電路中就有感應(yīng)電流.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)勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).第四頁，共38頁。觀察實(shí)驗(yàn),分析思考:問題1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢的大小有什么關(guān)系?問題3: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，快插入和慢插入有什么相同和不同?

第五頁，共38頁。Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I

問題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？第六頁，共38頁。總電阻一定時(shí),E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大.問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢的大小有什么關(guān)系？第七頁，共38頁。Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大。

磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結(jié)果上看相同不同問題3: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，快插入和慢插入有什么相同和不同?

磁通量的變化率第八頁，共38頁。二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內(nèi)容:注意：公式中Δφ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。2.公式:n為線圈的匝數(shù)第九頁，共38頁。問題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問題2：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?(可以類比速度、速度的變化和加速度.)

磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關(guān)系:磁通量大(小,零)，磁通量的變化率不一定大(小,零);磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).思考與討論第十頁，共38頁。

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)多少無直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量變化了多少產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義第十一頁，共38頁。

1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場的回路面積S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1,此時(shí)：

2.垂直于磁場的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1,此時(shí)：4、應(yīng)用:用公式 求E的二種常見情況：（感生電動(dòng)勢）（感生電動(dòng)勢）第十二頁，共38頁。有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢。25V例與練1第十三頁，共38頁。一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。16V例與練2第十四頁，共38頁。一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。1.6V例與練3第十五頁，共38頁。如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸00'以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí),則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過900角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的平均值是多大?00'B例與練4第十六頁，共38頁。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過1/4周的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢例與練5B00'aωdcb第十七頁，共38頁。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。求:(2)線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢例與練5B00'aωdcb第十八頁，共38頁。Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。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：()A、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大B、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零C、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大D、線圈中0到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為0.4VABD例與練6斜率表示Φ的變化率第十九頁，共38頁。ab×

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×××

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××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場的速度）三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長l,處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢第二十頁，共38頁。θvBV1V2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)注意：2、導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效長度1、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=03、速度v為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)Lvθ為v與B夾角三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢第二十一頁，共38頁。勻強(qiáng)磁場v

、B、L兩兩垂直三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢第二十二頁，共38頁。如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。abθvE=BLVsinθ例與練7第二十三頁，共38頁。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸OO'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)轉(zhuǎn)過1/4周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(2)轉(zhuǎn)過1/2周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)動(dòng)1周的過程中ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢哪個(gè)時(shí)刻最大?哪個(gè)時(shí)刻最小?思考:例與練8B00'aωdcb第二十四頁，共38頁。問題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？

(1)

①求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢,E和某段時(shí)間或某個(gè)過程對(duì)應(yīng)；②求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢，E和某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置對(duì)應(yīng).

(2)①求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢；②求出的是某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢?；芈分懈袘?yīng)電動(dòng)勢為零時(shí)，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：第二十五頁，共38頁。(1)公式①中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(2)公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。2、聯(lián)系：問題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？公式①和公式②是統(tǒng)一的.第二十六頁，共38頁。如圖,長為L的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求桿OA兩端的電勢差.ωAOA'例與練9第二十七頁，共38頁。如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計(jì),在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導(dǎo)體棒長ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).(1)ab中的電流多大?ab兩點(diǎn)間的電壓多大?(2)維持ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大?(3)ab向右運(yùn)動(dòng)1m的過程中,外力做的功是多少?電路中產(chǎn)生的熱量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例與練10第二十八頁，共38頁。問題1：在P16圖4.4-3中,電源在電動(dòng)機(jī)線圈中產(chǎn)生電流的方向怎樣?AB邊、CD邊受力方向怎樣?線圈的運(yùn)動(dòng)方向怎樣?直流電動(dòng)機(jī)的原理:通電導(dǎo)線在磁場中受安培力而運(yùn)動(dòng).問題2：電動(dòng)機(jī)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢嗎?方向怎樣?第二十九頁，共38頁。問題3：感應(yīng)電動(dòng)勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電流?是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)?四、反電動(dòng)勢

1、定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢總要削弱電源產(chǎn)生的電流,這個(gè)電動(dòng)勢叫反電動(dòng)勢.

2、作用：阻礙線圈的轉(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.電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.第三十頁，共38頁。問題4：如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動(dòng),會(huì)發(fā)生什么情況?這時(shí)應(yīng)采取什么措施?四、反電動(dòng)勢

3、應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),就沒有反電動(dòng)勢,線圈中電流會(huì)很大,電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀,要立即切斷電源,進(jìn)行檢查.第三十一頁，共38頁。關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法中正確的是()A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動(dòng)勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢越大D注意:感應(yīng)電動(dòng)勢E與Φ、△Φ、△Φ/△t的關(guān)系例與練11第三十二頁，共38頁。如圖,一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架,寬度L=1.50m,接有電阻R=0.20Ω,設(shè)勻強(qiáng)磁場和框架平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T,方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動(dòng),框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì),當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小E=BLv=0.80V例與練12第三十三頁，共38頁。小結(jié)：①由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢不變，瞬時(shí)值等于平均值，所以也可用下式求E.②如果這時(shí)跨接在電阻兩端有一個(gè)電壓表，測得的就是外電