法拉第电磁感应定律

第四章电磁感应

4法拉第电磁感应定律

比较甲、乙两电路的异同乙甲相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中电池作为电源乙中螺线管作为电源有电源就有电动势一、感应电动势1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。2．感应电动势与感应电流的关系：①有感应电流一定存在感应电动势；IV②有感应电动势不一定存在感应电流。（要看电路是否闭合）3.感应电动势的大小跟哪些因素有关？（1）部分导体切割磁感线（2）条形磁铁穿插螺线管（3）通电螺线管穿插螺线管感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关。导线运动的速度越快,产生感应电流越大；磁铁插入的速度越快，感应电流就越大。结论:二、法拉第电磁感应定律1.内容: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。2.公式:n为线圈的匝数表示磁通量变化的快慢3.单位:在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯（Wb）、电动势的单位是伏（V）①B不变,

S发生变化,ΔS＝S2-S1：②S不变,

B发生变化,ΔB＝B2-B1：4.应用:用公式求E的几种常见情况：③如果B、S都变化呢？5.对公式的理解（1）感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ的大小、△Φ的大小没有必然的关系，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和回路总电阻R有关。（2）磁通量的变化率，是Φ－t图像上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向。（3）用公式所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体两端的电动势。（4）公式只表示感应电动势的大小，不涉及其正、负，计算时，△Φ应取绝对值，至于感应电流的方向，可用楞次定律判定。注：1、Φ、△Φ、

均与线圈匝数无关2、Φ、△Φ、三者的大小之间没有直接关系，Φ很大，△Φ、

可能很小，也可能很大；

Φ＝0，可能不为01、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。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。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。25V16V1.6V1三、导体切割磁感线运动时的电动势导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求:产生的感应电动势。ab×

×

×

×

×

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×

×

×

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×××

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×

×

×

×

×

×

×

×GabvΔS=LvΔt产生的感应电动势为：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相对于磁场的速度1、V

⊥B

，V⊥L

，

L⊥B

——两两垂直平均值或瞬时值L应为有效长度分析：

找有效速度2、V∥B，V⊥L

，L⊥BvB3、V

与B成角，V⊥L

，L⊥B

E=0θvBV1V2θ为v与B夹角速度v为平均值，E就为平均值速度v为瞬时值，E就为瞬时值匀强磁场v

、B、L两两垂直LvB找有效长度。4、V

⊥B

，L⊥B，导体棒不是直线L为导线切割磁感线时的有效长度。如果导线不和磁场垂直，L应是导线在与磁场垂直方向投影的长度；

如果切割磁感线的导线是弯曲的，则应取与B和V都垂直的等效线段长度来计算。

求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大？E=BLv如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLvsinθ2

如下图所示，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'5、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势棒上各点速度不同，其平均速度则1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机。如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？3解法2：取棒中点的速度代表棒的平均速度如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？3四、两个公式的对比求平均感应电动势△t近于0时，E为瞬时感应电动势求平均感应电动势,v是平均速度求瞬时感应电动势，v是瞬时速度五、反电动势V此电动势阻碍电路中原来的电流.

故称之为反电动势。电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流1.能量转化：线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为机械能。2.说明：①正因为反电动势的存在,所以电动机中欧姆定律不成立。②电动机停止转动时就没有了反电动势，电动机可能会因电流过大烧毁

1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2A不变！不变！2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）A.线圈中0时刻感应电动势为0B.线圈中0时刻感应电动势最大C.线圈中D时刻感应电动势为0D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势斜率表示Φ的变化率3、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？ωABCRO4.如图所示，在磁感应强度为B