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文檔簡介
物理與電子信息學院20091340003曹婉瑩
法拉第電磁感應定律突破:電與磁是有聯(lián)系的!奧斯特(1820)電流磁效應英國的法拉第認為:
電和磁是一對和諧對稱的自然現(xiàn)象。依據(jù):磁化和靜電感應現(xiàn)象。猜想:磁鐵可以感應出電流!信念:一定要轉磁為電!
對稱性的思考……1831年8月29日法拉第(英國)
發(fā)拉第線圈:與160年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器
出奇的相似,現(xiàn)已成為著名的科學物。電流計開關電池組一、電磁感應現(xiàn)象及產生條件思考:問題1:根據(jù)前面所學,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?問題2:什么叫電磁感應現(xiàn)象?產生感應電流的條件是什么?實驗:電磁感應
問題2:什么叫電磁感應現(xiàn)象?產生感應電流的條件是什么?問題1:根據(jù)前面所學知識電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?(1)閉合電路(2)有電源利用磁場產生電流的現(xiàn)象產生感應電流的條件是:(1)閉合電路(2)磁通量發(fā)生變化二、感應電動勢2、感應電勢與感應電流:感應電動勢是形成感應電流的必要條件,有感應電動勢不一定有感應電流(要看電路是閉合),所以有感應電流一定存在感應電動勢。3、感應電動勢的大小跟哪些因素有關?由于感應電動勢是形成感應電流的必要條件,而產生感應電流的條件是:(1)閉合電路(2)磁通量變化1、定義:在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫感應電動勢4、思考與討論探討感應電動勢大小與磁通量變化的關系
1提出問題2猜想既然閉合電路的磁通量發(fā)生改變就能產生感應電動勢,那感應電動勢大小與磁通量的變化是否有關呢?感應電動勢Ε的大小與磁通量的變化量有關。也與完成磁通量變化所用的時間有關,也就是與磁通量變化的快慢有關(而磁通量變化的快慢可以用磁通量的變化率表示)。
3實驗①實驗1、2當時間形同時,磁通量變化越大,感應電流就越大。②實驗3、4當磁通量變化相同時,所用時間越短,感應電流就越大,表明感應電動勢越大。
4現(xiàn)象5結論感應電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關。三、法拉第電磁感應定律1、內容: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:電動勢Ε:伏特(V)磁通量Φ:韋伯(wb)時間T秒(s)若閉合電路是一個n匝線圈,則相當n個相同的電源串聯(lián),且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,所以整個線圈感應電動勢為:
3、△Φ一般可包括三種情況:①回路面積S不變,而磁感應強度B變化,則有
②磁感應強度B不變,而回路面積S變化,則有
例如圖所示,金屬桿MN和為d,MP間有電阻R,豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中,磁感應強度為B,另有一根金屬棒AB,長為2d,A端與PQ始終接觸,固定不動,觸棒緊靠MN滑倒,此過程中通過R的電量為多少?(其它電阻不計)。導體切割磁感線時的感應電動勢③回路面積與磁感應強度B均保持不變,但回路平面在磁場中轉動引起磁通量的變化.例如圖所示,邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強磁場中繞AB邊勻速轉動,磁感應強度為B,初始時刻線框所在面與磁感線垂直,經(jīng)過t小時轉過1200角,求:(1)線框內感應電動勢在t時間內的平均值;(2)轉過1200角時,感應電動勢的瞬時值。線框面積:S角速度:
四、總結1、Φ、與
關系問題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?磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系。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)。
(可以類比速度、速度的變化和加速度.)2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/ΔΤ的意義物理意義與感應電動勢的關系磁通量Φ穿過回路磁感線條數(shù)多少無直接關系磁通量的變化量ΔΦ穿過回路磁感線變化多少產生感應電動勢條件磁通量的變化率ΔΦ∕ΔΤ穿過回路磁感線變化快慢決定感應電動勢大小3、電磁感應現(xiàn)象與能量守恒電磁感應現(xiàn)象中能量是守恒的
法拉第電磁感應定律告訴我們:電能的產生一定以消耗其他形式的能量為代價的。五、小結1知道電磁感應現(xiàn)象及產生條件。2知道決定感應電動勢大小的因素。3掌握法拉第電磁感應定律內容和數(shù)學表達式并解決相關
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