高中物理选修1-1-法拉第电磁感应定律

1、 “我最伟大的发现是一个人，是法拉第法拉第！”第二节第二节法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律问题问题1 1：据前面所学，电路中存在持续电：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？流的条件是什么？（1 1）闭合电路；）闭合电路；（2 2）有电源）有电源 产生感应电流的条件是：产生感应电流的条件是：（1 1）闭合电路；（）闭合电路；（2 2）磁通量变化。）磁通量变化。利用利用磁场产生电流磁场产生电流的现象的现象问题问题2 2：什么叫电磁感应现象？产生感应：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？电流的条件是什么？在电磁感应现象中产生的在电磁感应现象中产生的电动势叫电动势叫感应电动势感应

2、电动势产生感应电动势的那部分产生感应电动势的那部分部分导体就是部分导体就是电源电源一、感应电动势一、感应电动势 1 1：感应电动势、感应电流：感应电动势、感应电流电路闭合时有感应电动势、感应电流。电路闭合时有感应电动势、感应电流。电路断开时有感应电动势，无感应电流。电路断开时有感应电动势，无感应电流。 2 2：影响感应电动势大小的因素？：影响感应电动势大小的因素？一、感应电动势一、感应电动势 试试从本质上从本质上比较甲、乙两电路的异同比较甲、乙两电路的异同乙乙甲甲相同点：相同点：两电路都是闭合的，两电路都是闭合的，有电流有电流不同点：不同点：甲中有电池（甲中有电池（电源电源）乙中有螺线管乙中有

3、螺线管 （相当于电源相当于电源）有电源就有电动势有电源就有电动势实验一实验一 使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针的偏转程度。出，观察电流表指针的偏转程度。螺线管和电流表组成闭合电路：螺线管和电流表组成闭合电路：当磁铁穿进（或抽出）的速度当磁铁穿进（或抽出）的速度大大时，电时，电流表指针偏转流表指针偏转 当磁铁穿进（或抽出）的速度当磁铁穿进（或抽出）的速度小小时，电时，电流表指针偏转流表指针偏转大大 小小 大大 小小 导线切割磁感线，产导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动生感应电流，导线运动的的速度越快速度越快，产生的，产生的感感应电

4、流越大应电流越大.P46图图3.1-2实验中实验中（动画：（动画：1） 向线圈插入条形磁铁，向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁铁的磁场越强磁场越强、插入的、插入的速度越快速度越快，产生的，产生的感应电感应电流就越大流就越大P47图图3.1-3实验中实验中(短片短片2与动画与动画3）1 1、当时间、当时间t t相同时相同时, ,磁通量变化磁通量变化越大越大, ,感应感应电流就越大电流就越大, ,表明感应电动势越大。表明感应电动势越大。2 2、当磁通量变化、当磁通量变化相同时相同时, ,所用时间所用时间t t越越短短, ,感应电流就越大感应电流就越大, ,表明感应电动势越大表明感应电动势越大综合综合结论

5、结论=（2-1）内容：内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路中感应电动势的大小，跟穿过这一 电路的磁通量变化率成正比电路的磁通量变化率成正比二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律表达式表达式: :tE、/t的意义的意义物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量磁通量变化磁通量变化磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数多少多少无直接关系无直接关系穿过回路的磁通穿过回路的磁通量量变化变化了多少了多少产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的快慢变化的快慢 决定决定感应电动感应电动势的势的大小大小二、

6、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律思考：若闭合电路是思考：若闭合电路是n n匝线圈，且穿过每匝线圈，且穿过每 匝线圈的磁通量相同，匝线圈的磁通量相同，E E？如果闭合电路是一个如果闭合电路是一个n n匝线圈，且穿过每匝线匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同。由于圈的磁通量变化率都相同。由于n n匝线圈可以匝线圈可以看成是由看成是由n n个单匝线圈串联而成，因此整个线个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中感应电动势是单匝线圈的圈中感应电动势是单匝线圈的n n倍。倍。二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小电路中感应电动势的大小tEtnEn n为线圈的匝数为线圈的

7、匝数三电磁感应现象中能量是守恒的三电磁感应现象中能量是守恒的开门时线圈中会有电流吗？开门时线圈中会有电流吗？ 分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着4 4个钉子个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？1.1.电路中感应电动势的大小，是由穿过这一电路电路中感应电动势的大小，是由穿过这一电路的的 所决定的。所决定的。a a、磁通量

8、、磁通量b b、磁通量的变化量、磁通量的变化量c c、磁通量的变化率、磁通量的变化率以上填空的三个选项，正确的显然是以上填空的三个选项，正确的显然是c c，但你能说，但你能说明选项明选项a a和和b b的含义吗？你认为当年安培实验的猜的含义吗？你认为当年安培实验的猜想是哪个选项？想是哪个选项？2 2、在图中，闭合矩形线圈不动，磁体在线圈中转动，、在图中，闭合矩形线圈不动，磁体在线圈中转动，如果磁体转动的速度不同，线圈中产生的感应电动势如果磁体转动的速度不同，线圈中产生的感应电动势相同吗？相同吗？答：在磁体转动时，线圈中会有变化的答：在磁体转动时，线圈中会有变化的电动势，磁体转动速度不同时，感应

9、电电动势，磁体转动速度不同时，感应电动势不同。动势不同。答：穿过答：穿过A A、B B线圈的磁通量的线圈的磁通量的变化率可以认为是相同的，由变化率可以认为是相同的，由于于 ，所以，所以E E 。答答: :当自行车运动时当自行车运动时, ,轮胎带轮胎带动滚轮运动动滚轮运动, ,滚轮带动磁体转滚轮带动磁体转动动. .由于穿过该装置中的线圈由于穿过该装置中的线圈的磁通量变化的磁通量变化, ,线圈中就有感线圈中就有感应电动势应电动势. .线圈与小灯泡相连，线圈与小灯泡相连，就能点亮小灯泡。该装置可就能点亮小灯泡。该装置可供晚间骑自行车照明用。供晚间骑自行车照明用。5 5、桌面上放着一个、桌面上放着一个

10、单匝单匝线圈，线圈中心上方一定高度上竖线圈，线圈中心上方一定高度上竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb0.04Wb，把条形磁体，把条形磁体竖放在桌面内的桌面上时，线圈内的磁通量为竖放在桌面内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb0.12Wb。分别。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。(1)(1)把条形磁体从图中位置在把条形磁体从图中位置在0.5S0.5S内放到线圈内的桌面上；内放到线圈内的桌面上；(2)(2)换用换用1010匝匝矩形线圈，线圈子面积和原单匝线圈相同，把矩形线圈，线圈子面积和原单匝线圈相同

11、，把条形磁体从图中位置在条形磁体从图中位置在0.1s0.1s内放到线圈内的桌面上。内放到线圈内的桌面上。答：答：=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb(1)(1)t=0.5s, n=1t=0.5s, n=1(2)(2)t=0.1s, n=10t=0.1s, n=100.0810.160.5EnVVtD F=D0.081080.1EnVVtD F=Dv1 1、穿过一个电阻为、穿过一个电阻为11的单匝闭合线圈的磁通量的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少始终是每秒均匀减少2Wb2Wb，则，则 （）（）vA A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v2vvB B、线圈中的感应电动势一定是、线圈中的感应电动势一定是2v2vvC C、线圈中的感应电流一定是每秒减少、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A2AvDD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2AtEV2REI A2不变！不变！不变！不变！v2 2、匝