3.2法拉第电磁感应定律

3.2．法拉第电磁感应定律刘桂成2017.10.13教学重难点重点

1．交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。

2．交变电流的变化规律。难点

对Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt物理意义的理解。一、电磁感应

1．磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数φ。φ=BS——不要求掌握。

2．电磁感应产生的电流叫做感应电流。

3．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线，或穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流的现象。

二、产生感应电流条件：

1．穿过闭合电路的磁通量发生变化。“Φ变”

2．“Φ变”的原因：可能是B变、S变、B与S间的夹角变。知识回顾感应电动势：

在电磁感应现象中，既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。电源没有接入电路时，两端的电压叫做电动势。

产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么感应电动势的大小跟什么因素有关呢？感应电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。想一想如下图所示的三个实验中，分别是哪部分相当于电源？图1中电源是导体棒AB；

图2中电源是螺线管B；

图3中电源是螺线管B。

实验可知：产生感应电流的闭合电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻，电流为零，但是依然有电动势。可见，感应电动势才是电磁感应现象的本质，电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。实验11．实验装置（如图）图1演示插入动画2．实验过程：

通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。感应电动势的大小，与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。结论：实验21．实验装置（如图）图2演示插入动画２．实验过程：

通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。感应电动势的大小，与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关，速度越大，产生的感应电动势越大。结论：实验31．实验装置（如图1）图3演示插入动画

2．实验过程：

通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。感应电动势的大小，与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。结论：

产生感应电流的条件是：

穿过闭合电路的磁通量发生变化。

对于图1所示实验，磁场的磁感应强度不变，通过导体棒做切割磁感线的运动，改变了闭合电路的面积，从而改变穿过该电路的磁通量，从而产生了感应电动势。导体棒运动越快，则回路面积变化也越快，使得磁通量的变化越快，而电流表指针偏转角度越大，说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快，感应电动势越大。认真分析三个实验及其结论，找出共同的规律。

设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1，时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量ΔΦ/Δt来表示，也叫磁通量的变化率。感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关．结论：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．表达式：Ｅ∝ΔΦ/Δt

写成等式形式，乘上比例系数k

即Ｅ＝kΔΦ/Δt

。

3．单位：E（V），Φ（Wb），t（s）

法拉第电磁感应定律上式中的常数k等于多少呢？

若闭合电路由单匝线圈构成的，则

k=1，则E=ΔΦ/Δt

若闭合电路是由n匝线圈构成的，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，则k=n，则E=nΔΦ/Δt

实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。

一、感应电动势

1．感应电动势：

电磁感应现象中产生的电动势

2．实验表明：

感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。

3．磁通量的变化率：

设时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量变为Φ2，则：

磁通量的变化量：

△Φ＝Φ2－Φ1

磁通量的变化率：

△Φ/t=(Φ2－Φ1)/(t2－t1)课堂小结

二、法拉第电磁感应定律

1．法拉第电磁感应定律：

电路中感应