法拉第電磁感應(yīng)定律

1、4.3法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo):1. 知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2. 知道磁通量的知道磁通量的變化率變化率表示磁通量的表示磁通量的變化快慢變化快慢. 3. 理解并掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表理解并掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式達(dá)式 . 4. 理解導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式理解導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小據(jù)恒定電流所學(xué)，電據(jù)恒定電流所學(xué)，電路中存在持續(xù)電流的路中存在持續(xù)電流的條件是條件是: :（1 1）閉合電路；）閉合電路；（2 2）電源）電源 ( (電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì), ,維持電壓維持電壓

2、) )產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件（1 1）閉合電路；）閉合電路；利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象. .（2 2）磁通量變化）磁通量變化電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的一個(gè)重要物理量。電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的一個(gè)重要物理量。?一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1.1.定義定義: :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)。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)。產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過(guò)是一個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過(guò)是一個(gè)現(xiàn)象，它表示電路中在輸送，它表示電路中在輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電

3、磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時(shí)輸出電能的能力。表示電路已經(jīng)具備了隨時(shí)輸出電能的能力。幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明：不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，不論電路是否閉合，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)電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)的本質(zhì)。磁通量是否變化是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的根本原因磁通量是否變化是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的根本原因。若磁通。若磁通量變化了，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)量變化了，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);如果電路是閉合如果電路是閉合的，電路中將會(huì)有感應(yīng)電流。的

4、，電路中將會(huì)有感應(yīng)電流。1. 1.定義定義: :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)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)。一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1.1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小知知：由由rREI 總電阻一定時(shí)，總電阻一定時(shí)，E E越大越大，I I越大，越大，指針指針偏轉(zhuǎn)越大偏轉(zhuǎn)越大。 變化變化產(chǎn)生產(chǎn)生E E回路中產(chǎn)生回路中產(chǎn)生I 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

5、偏轉(zhuǎn)原因是什么？偏轉(zhuǎn)原因是什么？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？觀察實(shí)驗(yàn)，分析并思考回答下面的問(wèn)題：觀察實(shí)驗(yàn)，分析并思考回答下面的問(wèn)題：?jiǎn)栴}問(wèn)題3：該實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度：該實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入插入線線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？ 小大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E慢快磁通量的變化快慢小大磁通量的變化率相同相同磁通量的變化量 小大電流表指針偏轉(zhuǎn)角（感應(yīng)電流）慢插入快插入t 一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大

6、小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1.1.定義定義: : 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。 磁通量變化磁通量變化磁通量變化率磁通量變化率( (磁通量變化快慢磁通量變化快慢) )磁通量磁通量 t 12 1212tt 注意區(qū)分一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1.1.定義定義: : 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。 電路中電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)

7、勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一的大小，跟穿過(guò)這一電路的電路的磁通量的變化率磁通量的變化率成成正正比。比。 二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.1.內(nèi)容內(nèi)容: : 電路中電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一的大小，跟穿過(guò)這一電路的電路的磁通量的變化率磁通量的變化率成成正正比。比。 1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :tEtKE V1swb1smT2.1smmAN2.1sAmN.1CJ1所以所以K K是一個(gè)常數(shù)且等于是一個(gè)常數(shù)且等于1 1tnE 若線圈的匝數(shù)為若線圈的匝數(shù)為n n 則有則有: :tE一、一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)

8、勢(shì)的大小 電路中電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的大小，跟穿過(guò)這一電路的的磁通量的變化率磁通量的變化率成成正正比比。 二、二、法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :tnE (n(n為線圈的匝數(shù)為線圈的匝數(shù)) )2.2.數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式: :t 1212tt 平均磁通平均磁通變化率變化率 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) t 瞬時(shí)磁通瞬時(shí)磁通變化率變化率 瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)( (目前無(wú)法應(yīng)用目前無(wú)法應(yīng)用) ) t 趨于零時(shí)趨于零時(shí)三、一個(gè)重要的三、一個(gè)重要的推論推論 如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體abab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是是B B，abab以速度以速度v v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 回路在時(shí)間回路在時(shí)間t t內(nèi)增大的面積為：內(nèi)增大的面積為：S=LvtS=Lvt分析：分析：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為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：= BS= BStE V1V1v vB BV2V2=Vsin=Vsin =Vcos=Vcos 若導(dǎo)體斜切磁感線若導(dǎo)體斜切磁感線 sinBLvBLvE1求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),V,V是瞬時(shí)速度是瞬時(shí)速度; ;求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),V,V是平均速度是平均速度

10、. .= BLvt= BLvtttBLv BLv 推論推論:一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1.1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。 電路中電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通磁通量的變化率量的變化率成成正正比。比。 二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :tnE (n(n為線圈的匝數(shù)為線圈的匝數(shù)) )2.2.數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式: :三

11、、重要的推論三、重要的推論 sinBLvBLvE1（為為v v與與B B夾角）夾角） 鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：1 1穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終為每秒穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終為每秒鐘均勻地增加鐘均勻地增加2 Wb2 Wb，則：，則： A A線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2 V2 V B B線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2 V2 V C C線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終是線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終是2 V2 V D D線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)用 便于分析,不適宜用推論E=BLV來(lái)分析.tnE2.2.關(guān)于電磁感應(yīng)關(guān)于電磁感應(yīng), ,下述說(shuō)

12、法中正確的是下述說(shuō)法中正確的是：A.A.穿過(guò)線圈的磁通量越大穿過(guò)線圈的磁通量越大, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大. .B.B.穿過(guò)線圈的磁通量為零穿過(guò)線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零. .C.C.穿過(guò)線圈的磁通量變化越大穿過(guò)線圈的磁通量變化越大, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大. .D.D.穿過(guò)線圈的磁通量變化越快穿過(guò)線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大. .3 3如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B=0.4 TB=0.4 T，導(dǎo)體，導(dǎo)體abab長(zhǎng)長(zhǎng)L=40 cmL=40 cm，電阻電阻R = 0.5 R = 0.5 ，框架電阻不計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體，框架電阻不計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體abab從靜止開始以從靜止開始以a=5 a=5 m/sm/s2 2的加速度勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求的加速度勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求t=2.0t=2.0秒秒時(shí)電路中產(chǎn)生的感時(shí)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流和前應(yīng)電流和前2.02.0秒內(nèi)的感應(yīng)電流是多