3.2法拉第電磁感應定律

3.2．法拉第電磁感應定律劉桂成2017.10.13教學重難點重點

1．交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及中性面的特點。

2．交變電流的變化規(guī)律。難點

對Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt物理意義的理解。一、電磁感應

1．磁通量：穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)φ。φ=BS——不要求掌握。

2．電磁感應產(chǎn)生的電流叫做感應電流。

3．閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線，或穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象。

二、產(chǎn)生感應電流條件：

1．穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化?！唉底儭?/p>

2．“Φ變”的原因：可能是B變、S變、B與S間的夾角變。知識回顧感應電動勢：

在電磁感應現(xiàn)象中，既然在閉合電路中產(chǎn)生了感應電流，這個電路中就一定有電動勢。我們把電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應電動勢。電源沒有接入電路時，兩端的電壓叫做電動勢。

產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當十電源。在同一個電路中，感應電動勢越大，感應電流越大。那么感應電動勢的大小跟什么因素有關(guān)呢？感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。想一想如下圖所示的三個實驗中，分別是哪部分相當于電源？圖1中電源是導體棒AB；

圖2中電源是螺線管B；

圖3中電源是螺線管B。

實驗可知：產(chǎn)生感應電流的閉合電路斷開就相當于接入一個阻值無窮大的電阻，電流為零，但是依然有電動勢。可見，感應電動勢才是電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)，電磁感應現(xiàn)象重要的是看感應電動勢的有無。下面我們就來共同研究感應電動勢的大小跟哪些因素有關(guān)。實驗11．實驗裝置（如圖）圖1演示插入動畫2．實驗過程：

通過改變導體棒做切割磁感線運動的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。感應電動勢的大小，與導體棒切割磁感線的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大。結(jié)論：實驗21．實驗裝置（如圖）圖2演示插入動畫２．實驗過程：

通過改變條形磁鐵插入和拔出螺線管的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。感應電動勢的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關(guān)，速度越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大。結(jié)論：實驗31．實驗裝置（如圖1）圖3演示插入動畫

2．實驗過程：

通過改變滑動變阻器滑片移動的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。感應電動勢的大小，與滑動變阻器滑片移動的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大。結(jié)論：

產(chǎn)生感應電流的條件是：

穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

對于圖1所示實驗，磁場的磁感應強度不變，通過導體棒做切割磁感線的運動，改變了閉合電路的面積，從而改變穿過該電路的磁通量，從而產(chǎn)生了感應電動勢。導體棒運動越快，則回路面積變化也越快，使得磁通量的變化越快，而電流表指針偏轉(zhuǎn)角度越大，說明感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)。磁通量變化越快，感應電動勢越大。認真分析三個實驗及其結(jié)論，找出共同的規(guī)律。

設(shè)時刻t1時穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時刻t2時穿過閉合電路的磁通量為Φ2，則在時間Δt＝t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的變化快慢可以用單位時間內(nèi)磁通量的變化量ΔΦ/Δt來表示，也叫磁通量的變化率。感應電動勢的大小跟磁通量變化△φ和所用時間△t都有關(guān)．結(jié)論：1．內(nèi)容：

電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

2．表達式：Ｅ∝ΔΦ/Δt

寫成等式形式，乘上比例系數(shù)k

即Ｅ＝kΔΦ/Δt

。

3．單位：E（V），Φ（Wb），t（s）

法拉第電磁感應定律上式中的常數(shù)k等于多少呢？

若閉合電路由單匝線圈構(gòu)成的，則

k=1，則E=ΔΦ/Δt

若閉合電路是由n匝線圈構(gòu)成的，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同，則k=n，則E=nΔΦ/Δt

實際工作中，為了獲得較大的感應電動勢，常常采用幾百匝甚至幾千匝的線圈。

一、感應電動勢

1．感應電動勢：

電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢

2．實驗表明：

感應電動勢的大小跟磁通變化的快慢有關(guān)。

3．磁通量的變化率：

設(shè)時刻t1的磁通量是Φ1，時刻t2的磁通量變?yōu)棣?，則：

磁通量的變化量：

△Φ＝Φ2－Φ1

磁通量的變化率：

△Φ/t=(Φ2－Φ1)/(t2－t1)課堂小結(jié)

二、法拉第電磁感應定律

1．法拉第電磁感應定律：

電路中感應