法拉第电磁感应定律课件.ppt

第四节法拉第电磁感应定律 问题1：据前面所学，电路中存在持续 电流的条件是什么？ 问题2：什么叫电磁感应现象？产生感 应电流的条件是什么？ （1）电路闭合； （2）有电源 产生感应电流的条件是： （1）闭合电路；（2）磁通量变化。 利用磁场产生电流的现象 试从本质上比较甲、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：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管 （相当于电源） 思考 有电源就有电动势 1.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.如何判断电势的高低？ 一.感应电动势 2．感应电动势与感应电流：有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势． 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关？ 闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势， 感应电动势E的大小可能与磁通量的变化量△φ有 关，也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。 P5图4.2-1实验中：导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流越大 P5图4.2-2实验中： 向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大 1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。 2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大 感应电动势的大小跟磁通量变化△φ 和所用时间△t都有关. 现象 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。 二、法拉第电磁感应定律 2.表达式 E=△φ/△t 式中物理量都取国际单位 若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势为 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 2.表达式 E=n△φ/△t 三、导体作切割磁感线运动 如图所示闭合线圈一部分导体ab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 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 回路在时间t内增大的面积为： ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt （V是相对于磁场的速度，） θ v B V1 =Vsinθ V2 =Vcosθ 若导体斜切磁感线 （θ为v与B夹角） （若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角） 说明： 1、导线的长度L应为有效长度（v⊥L） 2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0 3、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值） v 如果导线不和磁场垂直，L是导线在垂直磁场方向上的投影长度。 如果导线是弯曲的，应取与B.V垂直的等效直线的长度 公式E＝nΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的区别和联系： 1.区别：一般来说E＝nΔΦ/Δt，求出的是Δt时间内的平均感应电动势，常在穿过一个面的磁通量发生变化时用。E=BLvsinθ求出的是瞬时感应电动势，常在一部分导体做切割磁感线运动时用。 2.联系：公式E＝nΔΦ/Δt中当Δt→0时，求出的E为瞬时感应电动势；E=BLvsinθ中当V代入平均速度时，则求出的E为平均感应电动势。 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产生的电流,还是削弱了它?是有助于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动? 电动机转动时,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. 1．如右图所示的匀强磁场中，B=0.4T，导体ab长L=40cm，电阻Rab=0.5Ω，框架电阻不计，当导体ab以v=5m/s的速度匀速向左运动时，电路中产生的感应电流为 。 1.6A 巩固练习 例：半径为r、电阻为R的金属环通过某直径的轴OO’以角速度ω做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过30o的过程中。求： (1)环中产生的感应电动势的平均值是多大？ (2)金属环某一横截面内 通过的电荷量是多少？ 解：求感