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法拉第电磁感应定律,选修3-2,1在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?,2在恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?,温故知新,甲,乙,产生电动势的那部分导体相当于电源,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。,3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同,1、定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E).产生感应电动势的那部分导体相当于电源.,一、感应电动势,2、产生条件:只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势。,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?,磁通量变化的快慢不同,磁通量的变化相同,都产生了E(I),产生的E(I)大小不等,小结:感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关,磁通量变化得快,感应电动势就大.,说明:磁通量的变化快慢用磁通量的变化率 来描述,即可表示为,实验检验:,实验结论,越大,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,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,定律内容,取适当单位则k=1,物理意义,与电磁感应关系,磁通量,穿过回路的磁感线的条数多少,无直接关系,磁通量变化,穿过回路的磁通量变化了多少,磁通量变化率 /t,穿过回路的磁通量变化的快慢,决定感应电动势的大小,1、理解:、/t的意义,弄清:1、磁通量大,电动势一定大吗? 2、磁通量变化大,电动势一定大吗?,产生感应电动势的条件,a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化。此时:,b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化。此时:,2、用公式 求E的二种常见情况:,(动生电动势),(感生电动势),1、有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。,2、一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.07Wb。求线圈中的感应电动势。,3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁场从2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。,课堂练习,例4、匝数为n200的线圈回路总电阻R50,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,例5、有一面积为S100cm2的金属环,电阻为R 0.1,环中磁场变化规律如图所示,磁场方向垂 直环面向里,则在t1t2时间内通过金属环某一截 面的电荷量为多少?, ,三、导体切割磁感线时的感应电动势,导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度是B,长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势,分析:回路在时间t内增大的面积为:,S=Lvt,产生的感应电动势为:,穿过回路的磁通量的变化为:,=BS,=BLvt,V是相对于磁场的速度,平均值或瞬时值,L应为有效长度,V2,V1,若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线),为v与B夹角,四、对比两个公式,求平均感应电动势,t近于0时,E为瞬时感应电动势,求平均感应电动势,v是平均速度,求瞬时感应电动势,v是瞬时速度,如果所示,通电线圈在磁场中受力转动,线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流,还是削弱了它?是有利于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动?,思考与讨论,四、反电动势,电机转动,1、法拉第电磁感应定律: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。,课堂小结,当有N匝线圈时,当单匝线圈时,2、理解:、/t的意义,3、用公式 求E的二种常见情况:,4、反电动势,
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