法拉第电磁感应定律新课

第四章电磁感应

4.4法拉第电磁感应定律问题1：产生感应电流的条件是什么？（1）闭合电路（2）磁通量变化复习:问题2：楞次定律的内容是什么?感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。即增反减同、来拒去留、增缩减扩。问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。甲NSG乙产生电动势的那部分导体相当于电源1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.

一、感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。观察实验,分析思考:问题4:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?Φ变化的快慢不同

Φ都发生了相同变化都产生了E(I)产生的E(I)大小不等磁通量变化越快，感应电动势越大。磁通量的变化快慢越大?从条件上看从结果上看相同不同Φ变化产生E产生I

二、法拉第电磁感应定律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。1.内容:注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。2.公式:n为线圈的匝数问题5：磁通量大,磁通量变化一定大吗?问题6：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?

磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).思考与讨论

物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义(类比速度、速度的变化和加速度.)关于电磁感应，下述说法中正确的是()A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D例与练1例与练2一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。16V例与练3一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。1.6Vab×

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×××

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××Gabv回路在时间t内增大的×面积为：ΔS=LvΔt穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt产生的感应电动势为：（V是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的感应电动势如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势θvBV1V2若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)3、速度v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)注意：2、导线的长度L应为有效长度1、导线运动方向和磁感线平行时,E=0Lvθ为v与B夹角匀强磁场v

、B、L两两垂直三、导体切割磁感线时的感应电动势问题：公式

①与公式

②的区别和联系？(1)

①求出的是平均感应电动势,E和某段时间或某个过程对应；②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应.(2)①求出的是整个回路的感应电动势；②求出的是某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。vabcdL1、区别：(1)公式①中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势(2)公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。2、联系：公式①和公式②是统一的.如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小E=BLv=0.80V例与练5如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.ωAOA'例与练8四.反电动势1.既然线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势.感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动?电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动.-----反电动势2.电动机由于机械故障停转,要立即切断电源.课堂小结：1．理解感应电动势的概念。2．磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4．会推导表达式E=BLvsinθ。5．会用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题。第二课时习题课【例1】如图12-3-5所示，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀磁场强度为B的匀强磁场中绕AB边以ω匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在面与磁感线垂直,经过一定时间转过900角,求:(1)线框内感应电动势在时间内的平均值;(2)转过900角时,感应电动势的瞬时值.图12-3-5ω【解析】(1)初始时刻磁通量磁能量Φ1=Ba2,磁感线从正面穿入,t时刻后,磁通量Φ2=0,且(Φ1-Φ2)=Ba2.E=△Φ/△t求出平均电动势：E=2Ba２ω

/π；

典型例题(2)计算感应电动势的瞬时值要用公式E=BLvsina；且a=900；故有：E=BLv；又由v=aω;则E=Βa2ω

；【例题2】如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度ω匀速转动。试求：（1）图中哪部分相当于电源？（2）感应电动势E为多少？（3）流过电阻R的电流I为多少？ωABCRO【例3】如图12-3-7所示，abcd是一个固定的U型金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它的电阻为R.现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度.图12-3-7【解析】当导体杆向右滑动时，通过回路efcb的磁通量将发生变化，从而在回路中产生感应电动势E和感应电流I.设导体杆做匀速运动时的速度为v，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：E=BLv、I=E/R;而磁场对导体杆的作用力为F安=BIL,且有F=F安，解得匀速滑动时的速度为：v=FR/B2L2.【例题4】如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑动，其电阻r，ab的长为L，串接电阻R，匀强磁场磁感应强度B，当ab以速度V向右匀速运动过程中，求（1）ab间感应电动势。（2）ab间的电压。（3）保证ab匀