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)目標學(xué)習(xí)目標:1. 知道什么叫感應(yīng)電動勢知道什么叫感應(yīng)電動勢.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)表達式達式 . 4. 理解導(dǎo)體切割磁感線時感應(yīng)電動勢的表達式理解導(dǎo)體切割磁感線時感應(yīng)電動勢的表達式. 感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小據(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 ( (電動勢電動勢, ,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；利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)利用磁場產(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）磁通量變化電動勢是描述電源性質(zhì)的一個重要物理量。電動勢是描述電源性質(zhì)的一個重要物理量。?一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢（E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小1.1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(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)電動勢才是電

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

4、，電路中將會有感應(yīng)電流。1. 1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢（E） 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小1.1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢。2.2.感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小知知：由由rREI 總電阻一定時，總電阻一定時，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 問題問題1 1：在實驗中，電流表指針：在實驗中，電流表指針

5、偏轉(zhuǎn)原因是什么？偏轉(zhuǎn)原因是什么？問題問題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)電動勢的大小有什么關(guān)系？感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？觀察實驗，分析并思考回答下面的問題：觀察實驗，分析并思考回答下面的問題：問題問題3：該實驗中，將條形磁鐵從同一高度：該實驗中，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)電動勢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)電動勢一、感應(yīng)電動勢（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)電動勢的大

6、小感應(yīng)電動勢的大小1.1.定義定義: : 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動勢越大。，感應(yīng)電動勢越大。 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)電動勢一、感應(yīng)電動勢（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)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小1.1.定義定義: : 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動勢越大。，感應(yīng)電動勢越大。 電路中電路中感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動

7、勢的大小，跟穿過這一的大小，跟穿過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)電動勢感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一的大小，跟穿過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是一個常數(shù)且等于是一個常數(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)電動勢感應(yīng)電動勢（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)電動勢的大小感應(yīng)電動

8、勢的大小 電路中電路中感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的大小，跟穿過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)表達式數(shù)學(xué)表達式: :t 1212tt 平均磁通平均磁通變化率變化率 平均感應(yīng)電動勢平均感應(yīng)電動勢 t 瞬時磁通瞬時磁通變化率變化率 瞬時感應(yīng)電動勢瞬時感應(yīng)電動勢( (目前無法應(yīng)用目前無法應(yīng)用) ) t 趨于零時趨于零時三、一個重要的三、一個重要的推論推論 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處于勻強磁場中，磁感應(yīng)

9、強度處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是是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)電動勢。勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 回路在時間回路在時間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)電動勢為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：穿過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求瞬時感應(yīng)電動勢求瞬時感應(yīng)電動勢,V,V是瞬時速度是瞬時速度; ;求平均感應(yīng)電動勢求平均感應(yīng)電動勢,V,V是平均速度是平均速度

10、. .= BLvt= BLvtttBLv BLv 推論推論:一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢（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)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小1.1.定義定義: :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。2 2磁通量變化磁通量變化越快越快，感應(yīng)電動勢越大。，感應(yīng)電動勢越大。 電路中電路中感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的的大小，跟穿過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)表達式數(shù)學(xué)表達式: :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穿過一個單匝線圈的磁通量始終為每秒穿過一個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)電動勢每秒鐘增加線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2 V2 V B B線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘減少線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2 V2 V C C線圈中的感應(yīng)電動勢始終是線圈中的感應(yīng)電動勢始終是2 V2 V D D線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢應(yīng)用 便于分析,不適宜用推論E=BLV來分析.tnE2.2.關(guān)于電磁感應(yīng)關(guān)于電磁感應(yīng), ,下述說

12、法中正確的是下述說法中正確的是：A.A.穿過線圈的磁通量越大穿過線圈的磁通量越大, ,感應(yīng)電動勢最大感應(yīng)電動勢最大. .B.B.穿過線圈的磁通量為零穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零感應(yīng)電動勢一定為零. .C.C.穿過線圈的磁通量變化越大穿過線圈的磁通量變化越大, ,感應(yīng)電動勢越大感應(yīng)電動勢越大. .D.D.穿過線圈的磁通量變化越快穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大感應(yīng)電動勢越大. .3 3如右圖所示的勻強磁場中，如右圖所示的勻強磁場中，B=0.4 TB=0.4 T，導(dǎo)體，導(dǎo)體abab長長L=40 cmL=40 cm，電阻電阻R = 0.5 R = 0.5 ，框架電阻不計，當(dāng)導(dǎo)體，框架電阻不計，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動時，求的加速度勻加速向右運動時，求t=2.0t=2.0秒秒時電路中產(chǎn)生的感時電路中產(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