[理化生]4法拉第电磁感应定律.ppt

4.4法拉第电磁感应定律 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. 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关？ P46图3.1-2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、磁体的磁场超强，产生的感应电流越大 电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱了电源电流, 阻碍线圈的转动. 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。 正因为反电动势 的存在,所以对电动机,欧姆定律不成立. 如果电动机因机械阻力过大而停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。 * * 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）闭合电路； （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 一.感应电动势 2．感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，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． 电源 N S 电源 探究感应电动势大小与磁通量变化的关系 提出问题 既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势，那么感应电动势大小与磁通量的变化是否有关呢？ 猜想或假设 感应电动势E的大小与磁通量的变化量△φ有关。 也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。 也就是与磁通量变化的快慢有关（而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示△φ/ △t ） P47图3.1-3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变化率△Φ/ △t成正比． 二、法拉第电磁感应定律： 2、数学表达式 （单位 为 伏、韦伯、秒 则 k=1） 二、法拉第电磁感应定律： 若线圈有n匝，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：（1）公式中Δφ的计算方法， （2）电动势 E 为 平均值 （3）感应电流的方向另行判断。 用公式E＝nΔΦ／Δt求E的三种情况： 1.磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，ΔS＝S2-S1，此时，E＝nBΔS／Δt。 2.垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化，ΔB＝B2-B1，此时，E＝nSΔB／Δt。 3.磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积S都发生变化，此时E＝nΔBΔS／Δt。 讨论：磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ （与速度、速度的变化量和加速度的关系类比） 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化量不同。 磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化量大，磁通量的变化率也不一定大。 1、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。 Φ/10-2Wb t/s A B D 0 1 2 0.1 5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均 感应电动势为0.4V ABD 三、导体作切割磁感线运动 电动势E大小 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 × × × × × × × × × × × × × ×