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1、高中物理选修高中物理选修3-23-2第四章电磁感应第四节第四章电磁感应第四节法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律上课-袁靖复习提问复习提问1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？（1）.闭合回路闭合回路（2）.磁通量发生变化磁通量发生变化2、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）.电路闭合电路闭合（2）.电源提供电动势电源提供电动势3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？应电流的方向？由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向
2、由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向 法拉第电磁感应定律上课-袁靖由于闭合回路中的由于闭合回路中的面积变化面积变化引起磁通量变化引起磁通量变化=2-1=B S在线视频网址在线视频网址法拉第电磁感应定律上课-袁靖由于闭合回路中的由于闭合回路中的磁感应强度变化磁感应强度变化引起磁通量变化引起磁通量变化=2-1=B S在线视频网址：在线视频网址：法拉第电磁感应定律上课-袁靖问题问题1既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？流的强弱呢？既然有感应电流，那么就一定存在感应既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势。只要能确定感应电动势的大小
3、，电动势。只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了。根据欧姆定律就可以确定感应电流了。法拉第电磁感应定律上课-袁靖对比对比（1 1）电路闭合）电路闭合（2 2）有电源）有电源法拉第电磁感应定律上课-袁靖 存在感应电流必然存在对应的电动势；存在感应电流必然存在对应的电动势；物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生的电动势叫做的电动势叫做感应电动势感应电动势。等等 效效法拉第电磁感应定律上课-袁靖当开关断开后，电路中是否有电流呢？当开关断开后，电路中是否有电流呢？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？
4、法拉第电磁感应定律上课-袁靖当导线断开后，电路中是否还有电流呢？当导线断开后，电路中是否还有电流呢？线圈内的感应电动势还存在吗？线圈内的感应电动势还存在吗？法拉第电磁感应定律上课-袁靖总结：总结：2、产生感应电动势的条件、产生感应电动势的条件 感应电动势的有无，感应电动势的有无，完全取完全取决于决于穿过闭合电路中的磁通量是否穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，发生变化，与与电路的通断，电路的电路的通断，电路的组成是组成是无关的无关的。无论电路闭合与否，只要穿过回路中的无论电路闭合与否，只要穿过回路中的磁通量发生变化，就会在导体产生感应磁通量发生变化，就会在导体产生感应电动势，产生感应电动势那部
5、分导体就电动势，产生感应电动势那部分导体就是电源。是电源。法拉第电磁感应定律上课-袁靖探究项目：探究项目：影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素我们怎样能够我们怎样能够感知到感知到感应电动势的大小？感应电动势的大小？电流表偏转的角度电流表偏转的角度，根据根据总电阻一定时，总电阻一定时，E越大，越大，I越大，指针偏转越大越大，指针偏转越大法拉第电磁感应定律上课-袁靖探究项目：探究项目：影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素 电流表指针的电流表指针的偏转角度偏转角度与感应电动势与感应电动势的大小有什么关系呢？的大小有什么关系呢？等等 效效法拉第电磁感应定律上课-袁靖探究项目：探
6、究项目：影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素 器器 材：材：猜猜 想：想：可能与什么因素有关可能与什么因素有关探究过程：探究过程：法拉第电磁感应定律上课-袁靖模拟实验一一根磁铁慢速插入一根磁铁慢速插入一根磁铁快速插入一根磁铁快速插入法拉第电磁感应定律上课-袁靖分析归纳：分析归纳：从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同 不同不同感应电动势大小不同感应电动势大小不同都发生了变化都发生了变化都产生感应电流都产生感应电流 I磁铁插入的快慢不同磁铁插入的快慢不同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同法拉第电磁感应定律上课-袁靖模拟实验二一根磁铁快速插入一根磁铁快速插入两根磁铁快速插
7、入两根磁铁快速插入法拉第电磁感应定律上课-袁靖分析归纳：分析归纳：从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同 不同不同感应电动势大小不同感应电动势大小不同磁通量变化量磁通量变化量 不不同同都产生感应电流都产生感应电流 I磁铁的快慢相同磁铁的快慢相同感应电流感应电流 I 大小不同大小不同法拉第电磁感应定律上课-袁靖定性结论：定性结论：感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关感应电动势大小与感应电动势大小与磁通量变化的快慢磁通量变化的快慢有关有关磁通量变化率磁通量变化率法拉第电磁感应定律上课-袁靖法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿
8、过这电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的一电路的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比。1 1、内容：、内容：2 2、公式：、公式：（单位为（单位为 伏、韦伯、秒伏、韦伯、秒 则则 k=1 k=1）注意：注意：公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，感，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。应电流的方向另行判断。法拉第电磁感应定律上课-袁靖当闭合电路中的线圈匝数是1匝时，感应电动势大小的表达式法拉第电磁感应定律上课-袁靖思考：思考：当闭合电路中的线圈匝数是n时，感应电动势大小的表达式该怎么写呢？法拉第电磁感应定律上课-袁靖思考：思考：穿过线圈内的磁通量穿过线圈内的磁通量一样吗？一样吗？1 1
9、匝线圈匝线圈n n匝线圈匝线圈穿过线圈内的磁通量穿过线圈内的磁通量一样一样法拉第电磁感应定律上课-袁靖思考：思考：当闭合电路中的线圈匝数是n时，感应电动势大小的表达式该怎么写呢？法拉第电磁感应定律上课-袁靖法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律：若线圈有若线圈有n n匝匝，电动势为：，电动势为：若线圈有若线圈有1 1匝匝，电动势为：，电动势为：法拉第电磁感应定律上课-袁靖物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿穿过过回回路路的的磁磁感感线的条数多少线的条数多少没有直接关系没有直接关系磁通量变化磁通量变化穿穿过过回回路路的的磁磁通通量量变化了多少变化了多少决决定定是是否否产产生
10、生感感应电动势应电动势磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿穿过过回回路路的的磁磁通通量量变化的快慢变化的快慢决决定定产产生生感感应应电电动势的动势的大小大小对于对于 、/t/t的理解的理解法拉第电磁感应定律上课-袁靖判断题：判断题：（1）越大，越大，一定越大；一定越大；（2）越大，越大，一定越大；一定越大；不一定不一定法拉第电磁感应定律上课-袁靖1、下列说法正确的是（）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大例
11、题例题1D法拉第电磁感应定律上课-袁靖思考题 如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体ab处于处于匀强磁场中，磁感应强度是匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？Gabv法拉第电磁感应定律上课-袁靖三、三、导线切割磁感线时的电动势导线切割磁感线时的电动势 如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强磁场中，磁处于匀强磁场中，磁感应强度是感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感线，求产生的匀速切割磁感线，求产生的感应电动势感应电动势ab Gabv回路在时间回路在时间t
12、t内增大的面积为：内增大的面积为：S=L(S=L(vt)t)产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BS=BL=BLvttV V是导体棒在磁是导体棒在磁场中移动的速度场中移动的速度成立的条件是：成立的条件是：匀匀强磁场；强磁场；B、L、相互垂直。相互垂直。法拉第电磁感应定律上课-袁靖v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若导体若导体斜切斜切磁感线磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强（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）度方向有夹角
13、）说明：说明：3 3、导线的长度、导线的长度 L L应为有效长度应为有效长度1 1、V V方向和方向和B B平行时，平行时，=0=0，E=0E=02 2、速度、速度V为为平均值平均值，E就为就为平均值平均值.速度速度V为为瞬时值瞬时值，E就为就为 瞬时值瞬时值.法拉第电磁感应定律上课-袁靖例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B B，长为，长为L L的金属棒的金属棒abab在垂直于在垂直于B B的平面内运动，速度的平面内运动，速度v v与与L L成成角，求金属棒角，求金属棒abab产生的感应电动势。产生的感应电动势。abvE=B(E=B(LsinLsin)V V有
14、效长度：有效长度：导线在垂直速度方向上的投影长度导线在垂直速度方向上的投影长度法拉第电磁感应定律上课-袁靖练习：练习：半径为半径为R R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B B中，以速度中，以速度V V向右匀速运动时，向右匀速运动时，E=E=？RE=E=B B2R2RV V有效长度：有效长度：弯曲导线在垂直速度方向上弯曲导线在垂直速度方向上 的投影长度的投影长度法拉第电磁感应定律上课-袁靖问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？1 1、一般来说，、一般来说，求出的是平均感应电动势，和求出的是平均感应电动势，和某段时间某段时间 或者或者某个过程某个过程对应，对应
15、，研究对象是一个回路研究对象是一个回路 求出的是求出的是瞬时瞬时感应电动势，感应电动势，E E和和某个时刻某个时刻 或者或者某个位置某个位置对应，对应，研究对象是磁场中运研究对象是磁场中运动的一段导体动的一段导体。区别：区别：法拉第电磁感应定律上课-袁靖1 1、公式、公式中的时间中的时间t0趋近于趋近于0 0时，时，E E就为瞬时感应电动势就为瞬时感应电动势2 2、公式、公式中中v v若代表平均速度，若代表平均速度，则求出的则求出的E E就为平均感应电动势。就为平均感应电动势。联系：联系：问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？法拉第电磁感应定律上课-袁靖技能拓展直导线在磁场中转动切割磁场线而产生感直导线在磁场中转动切割磁场线而产生感应电动势，电动势的大小如何求呢？应电动势，电动势的大小如何求呢？法拉第电磁感应定律上课-袁靖课外拓展1、视频、视频:凯迪拉克凯迪拉克MRC主动电磁感应悬挂主动电磁感应悬挂2、用磁悬浮电磁感应点燃了一盏吊灯、用磁悬浮电磁感应点燃了一盏吊灯3、全自动在线式电磁感应铝箔封口机、全自动在线式电磁感应铝箔封口机 法拉第电磁感应定律上课-袁靖互动 课后对本节内容有什么想法，可在老师课后对本节内容有什么想法，可在老师的新浪微博留言的新浪微博留言法拉第电磁感应定律上课-袁靖
