感应电动势与电磁感应定律

1、教学目标物理知识方面1.知道什么是感应电动势2.掌握法拉第电磁感应定律的内容并能应用电磁感应定律进行计算技能培养方面通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力重点、难点重点、难点理解法拉第电磁感应定律并应用其解决有关问题 试从试从本质本质上比较甲、乙两电路的异同上比较甲、乙两电路的异同SRE电电源源R i相同点：相同点：两电路都是两电路都是 的，都有的，都有 不同点：不同点：甲中有电池（甲中有电池（电源电源）乙中没有电源乙中没有电源, ,但有运动的磁体和但有运动的磁体和闭合回路闭合回路, ,即发生了电磁感应现象即发生了电磁感应现象甲甲乙乙闭合闭合电流电流引入新课动画lc.swf电流电

2、流电源电源电动势电动势感应电流感应电流电动势电动势产生感应电产生感应电动势的导体动势的导体乙乙SRE电电源源R i甲甲电路中产生的电流，可由电路中产生的电流，可由全电路欧姆定律求出：全电路欧姆定律求出：iRREI 在在电磁感应现象电磁感应现象中产生的电动势，中产生的电动势，叫做叫做感应电动势感应电动势，用，用 E 表示。表示。产生感应电动势的那部分导体相产生感应电动势的那部分导体相当于当于电源电源iRREI感感感应电流的大小感应电流的大小RS电源电源感应感应探究学习 在电磁感应现象中产生的电动势，叫在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势，用做感应电动势，用 E 表示。表示。1. 感应电动

3、势感应电动势 产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当于电源。相当于电源。2. 感应电流的大小感应电流的大小iRREI感感RS电源电源v产生感应电动势的那部分产生感应电动势的那部分导体的电阻，相当于电源的内导体的电阻，相当于电源的内电阻电阻 。iR思考思考: :如果电路不闭合如果电路不闭合, ,就不会有就不会有E E感感产生吗产生吗? ?有有感感产生吗？产生吗？一、感应电动势当开关断开后，电路中是否有电流呢？当开关断开后，电路中是否有电流呢？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？思考与讨论当导线断开后，电路中是否还有电流呢？当导线断开后

4、，电路中是否还有电流呢？线圈内的感应电动势还存在吗？线圈内的感应电动势还存在吗？电路断开时有感应电动势，但无感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。思考与讨论下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）。）。A. 电路中有感应电动势，就一定有感应电流电路中有感应电动势，就一定有感应电流B. 电路中有感应电流，就一定有感应电动势电路中有感应电流，就一定有感应电动势C. 任何电路中感应电流较大，感应电动势也一定大任何电路中感应电流较大，感应电动势也一定大D. 任何电路中感应电动势较大，感应电流也一定大任何电路中感应电动势较大，感应电流也一定大1.一段不闭合的导体在磁场中做切割磁感线运动一段

5、不闭合的导体在磁场中做切割磁感线运动,则导体则导体中将产生中将产生( ),但不能产生但不能产生( )2.产生感应电动势的那部分导体相当于产生感应电动势的那部分导体相当于( ),它的它的电阻相当于电阻相当于( ),回路中的感应电流的强弱是由回路中的感应电流的强弱是由(）和（）决定，可以由（）和（）决定，可以由（）算出）算出感应电动势感应电流电源内电阻感应电动势闭合电路的电阻全电路欧姆定律课堂练习一 在闭合电路中有了电源才能使电路中出现在闭合电路中有了电源才能使电路中出现持续的电流，在电磁感应现象中，闭合电路中持续的电流，在电磁感应现象中，闭合电路中出现感应电流，表明必存在与此相对应的电动出现感应

6、电流，表明必存在与此相对应的电动势，这一电动势跟什么因素有关，是我们在本势，这一电动势跟什么因素有关，是我们在本节的学习中着重解决的问题。节的学习中着重解决的问题。请猜一猜：请猜一猜：影响感应电动势的大小因素？影响感应电动势的大小因素？将磁铁将磁铁迅速迅速插入与插入与慢慢慢慢插入插入线圈中，观察电流表指针偏线圈中，观察电流表指针偏转的角度。转的角度。实验现象实验现象 将磁铁迅速插将磁铁迅速插入线圈时入线圈时, ,指针偏转的角度指针偏转的角度（）。（）。现象分析现象分析指针偏转角度不同，感应电流不同，指针偏转角度不同，感应电流不同，产生的感应电动势不同产生的感应电动势不同；同一磁铁，两次穿过线圈

7、的同一磁铁，两次穿过线圈的磁通的变化量磁通的变化量 相同相同，但的所用时间，但的所用时间 t t 少少，产，产生的生的感应电动势感应电动势E E感感大大，说明感应电动势的大小与（，说明感应电动势的大小与（）有关。）有关。磁通变化所用时间磁通变化所用时间t t大大实验探究一将将粗粗磁铁和磁铁和细细磁铁以磁铁以相同的速度相同的速度分别插入线圈中，分别插入线圈中，观察电流表指针偏转角度。观察电流表指针偏转角度。实验现象实验现象 粗粗磁铁插入磁铁插入线圈时，电流表指针偏转线圈时，电流表指针偏转的角度的角度大大。现象分析现象分析两次以相同速度插入线圈，磁通变化两次以相同速度插入线圈，磁通变化所用所用时间

8、时间t t相同；粗的磁铁穿过线圈时相同；粗的磁铁穿过线圈时,磁通的变化磁通的变化量量较大较大，产生的，产生的感应电动势感应电动势也大。也大。说明感应电动势说明感应电动势的大小与（）有关。的大小与（）有关。磁通变化量磁通变化量实验探究二实验：磁通的变化量磁通的变化量 相相同，同，所用时间所用时间 t t 少少时产生的时产生的感感应电动势应电动势E E感感大大实验：磁通变化所用时间磁通变化所用时间 t t 相同，相同，磁通的变化量磁通的变化量 大大时产时产生的生的感应电动势感应电动势E E感感大大磁通变化磁通变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 磁通变化量磁通变化量磁通变化快慢磁通变化

9、快慢磁通磁通 t 12 1212tt 实验结论实验结论磁通变化率结论结论: :实验结论归纳1 1、感应电动势、感应电动势 （E E） （1 1）. .定义定义: :电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的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。磁通量的变化率成正比。（2 2）磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。 2 2、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律 （1 1）内容）内容: :tE tKE (K(K是一个常数，国

10、际单位制是一个常数，国际单位制 K=1)K=1)tE 表达式：表达式：二、法拉第电磁感应定律 （2 2）若闭合电路是一个若闭合电路是一个n匝线圈，且匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则整个线圈的感应电动势为同，则整个线圈的感应电动势为tnE二、法拉第电磁感应定律（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通量成正比（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通量成正比5判断：判断：（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化率（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化率成正比成正比（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化量（）感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化量成正比成

11、正比（）穿过线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动（）穿过线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大势就越大课堂练习二 在磁感应强度随时间变化的磁场中，在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为垂直磁场放置一个面积为0.1m0.1m2 2的圆环。的圆环。在在0.2s0.2s内磁场的磁感应强度由内磁场的磁感应强度由0 0增大到增大到0.3T0.3T，求圆环中的平均感应电动势。，求圆环中的平均感应电动势。例题一 8. 一个一个200匝的线圈，在匝的线圈，在0.5 s 内穿过它的磁通量内穿过它的磁通量从从0.01 Wb 增加到增加到0.09 Wb。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动

12、势。如果线圈的电阻是如果线圈的电阻是10 ，当它与一个电阻为当它与一个电阻为990 的电热器串联成闭合电路时，通过电热器的电流是的电热器串联成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？多大？ 6.有一个有一个30匝的线圈，如果穿过它的磁通匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为量的变化率为0.5Wb/s,求线圈中的感应电动势求线圈中的感应电动势 7.有一个有一个100匝的线圈匝的线圈,穿过它的磁通量每穿过它的磁通量每秒内减少秒内减少0.1Wb,线圈的电阻是线圈的电阻是10,求线圈中求线圈中的感应电动势和感应电流的感应电动势和感应电流课堂练习三（1 1）垂直切割时：）垂直切割时：如图所示，导体由如图所示

13、，导体由ab匀匀速移动到速移动到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化的磁通量变化 =BLv t ，由法拉第电磁，由法拉第电磁感应定律得：感应定律得： EBLvt 三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势LE BLvE BE vE 匀强磁场匀强磁场v 、B B、L L两两垂直两两垂直sinBLvE vBLL、夹角为与Bv动画导体切割磁感线感应电动势图16-16.swf 三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势n若电路断开时，虽然没有感应电流，电若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。动势依然存在。n演示实验

14、并播放动画演示实验并播放动画n画出等效电路图画出等效电路图实验实验n 如图所示，导体如图所示，导体ABAB与与U U形金属导轨接触，共同放在磁感形金属导轨接触，共同放在磁感应强度为应强度为0.5 T0.5 T的匀强磁场中，导轨宽度为的匀强磁场中，导轨宽度为50 cm50 cm，线框，线框平面、导体速度方向均与磁场方向垂直平面、导体速度方向均与磁场方向垂直. . n（1 1）如果导体）如果导体ABAB以以4.0 m/s4.0 m/s的速度向右匀速运动，求导的速度向右匀速运动，求导体中感应电动势大小。体中感应电动势大小。n（2 2）如果导体）如果导体ABAB运动到某一位置时，电路的总电阻为运动到某

15、一位置时，电路的总电阻为0.5 0.5 ，求此时导体受到的安培力。，求此时导体受到的安培力。解析解析: :（1 1）根据法拉第电磁感应定律）根据法拉第电磁感应定律E=BlvE=Blv=0.5=0.50.50.54.0 V=1.0 V.4.0 V=1.0 V.（2 2）根据闭合电路欧姆定律，电路中的感应电流）根据闭合电路欧姆定律，电路中的感应电流I= I= 2 A2 A导体导体ABAB在运动时受到的安培力大小在运动时受到的安培力大小F=BIlF=BIl=0.5=0.52 20.5 N=0.5 N.0.5 N=0.5 N. 例题二例题二n9 9、如图所示，电阻不计的裸导体、如图所示，电阻不计的裸导体ABAB与宽为与宽为60cm