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1、问题问题1 1：产生感应电流的条件是什么？：产生感应电流的条件是什么？（1 1）闭合电路）闭合电路 （2 2）磁通量变化）磁通量变化复习复习: :问题问题2 2：楞次定律的内容是什么：楞次定律的内容是什么? ?感应电流的磁场总要阻碍引起感应电感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。流磁通量的变化。即增反减同、来拒去留、增缩减扩即增反减同、来拒去留、增缩减扩、增离减靠。、增离减靠。问题问题3 3：感应电流的大小如何？：感应电流的大小如何？4.4法拉第电磁感应定律学习目标1.知道什么是感应电动势及决定感应电动势大小的因素。2.理解法拉第电磁感应定律内容、记住其数学表达式。3.会推导E=BL
2、vsin及其它表达式E=BSW4会正确选择E=BLv和解决实际问题。重点：正确选择E=BLv和解决实际问题。难点：准确理解、 试从本质上比较甲、乙两试从本质上比较甲、乙两电路的异同电路的异同乙乙甲甲相同点相同点：两电路都是闭合的，有电流两电路都是闭合的，有电流不同点不同点：甲中有电池（电源）甲中有电池（电源）乙中有螺线管乙中有螺线管 （相当于电源）相当于电源）思考思考有电源就有电动势有电源就有电动势1、定义：在电磁感应现象中产生、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫的电动势叫感应电动势（感应电动势（E）. . 闭合电路中闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路中，这个电路中就就一定有感应电动势
3、一定有感应电动势. .一、感应电动势一、感应电动势产生感应电动势的那部分产生感应电动势的那部分导体相导体相当于电源当于电源. .电源电源电源内部电流是从负极流向正极NS电源电源变化变化产生产生E E产生产生I I 总电阻一定时，总电阻一定时，E E越大越大，I I越大，越大，指针偏转越大指针偏转越大。 变化的快慢不同变化的快慢不同 都发生了变化都发生了变化问题问题1 1：在实验中，电流表指针偏转原因：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？是什么？问题问题2 2：电流表指针偏转程度跟感应电动：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？势的大小有什么关系？观察实验，分析并思考回答下面的问题：观
4、察实验，分析并思考回答下面的问题：问题问题3 3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？快插入和慢插入有什么相同和不同？ 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都产生了都产生了I I方向相同方向相同产生的产生的I I大小不等大小不等1 1、当时间相同时、当时间相同时, ,磁通量变化越大磁通量变化越大, ,感应感应电流就越大电流就越大, ,表明感应电动势越大。表明感应电动势越大。2 2、当磁通量变化相同时、当磁通量变化相同时, ,所用时间越短所用时间越短, ,感感应电流就越大应电流就越大, ,表明感
5、应电动势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和所用时间都有关感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关. .分析与论证分析与论证结论结论二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的这一电路的磁通量磁通量的的变化率变化率成正比。成正比。 1 1.内容内容: :注意：注意：公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。感应电流的方向另行判断。2 2.公式公式: :n为线圈的匝数为线圈的匝数 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的过
6、这一电路的磁通量变化率磁通量变化率/ t/ t成正比成正比二、法拉第电磁感应定律：二、法拉第电磁感应定律：2 2、数学表达式、数学表达式（单位为（单位为伏、韦伯、秒及国际单位时伏、韦伯、秒及国际单位时 则则 k=1k=1）注意：注意：公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。感应电流的方向另行判断。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过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数多少多少无直接关系无直接关系磁通量变化磁通量变化穿过回路的磁通穿过回路的磁通量量变化变化了多少了多少产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件磁通量变化率磁通量变化率
7、/t/t穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的快慢变化的快慢决定决定感应电动感应电动势的势的大小大小3、理解、理解:、/t的意义的意义4 4、若线圈有、若线圈有n n匝，则匝，则相当相当于有于有n n个电源串联个电源串联，总电动势为：总电动势为：注意：（注意：（1 1）公式中公式中的计算方法的计算方法， （2 2）电动势）电动势 E E 为为 平均值平均值 （3 3）感应电流的方向另行判断。）感应电流的方向另行判断。1.磁感应强度磁感应强度B不变不变,垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S发生变化发生变化,SS2-S1,此时此时：2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变不变,磁感
8、应强度磁感应强度B发生变化发生变化,BB2-B1,此时：此时：4、应用、应用:用公式用公式求求E的二种常见情况：的二种常见情况：（感生电动势）（感生电动势）（动生电动势）（动生电动势）5、产生条件：、产生条件：只要只要穿过电路的穿过电路的磁通量发磁通量发生变化生变化，电路中，电路中首先就首先就产生感应电动势，产生感应电动势，若电路若电路又又闭合闭合,电路中就电路中就有有感应电流，感应电流，若若电路电路不不闭合闭合,电路中就电路中就无无感应电流。感应电流。磁通量变化磁通量变化是电磁感应的是电磁感应的根本原因根本原因; ; 产生感应电动势产生感应电动势是电磁感应现象是电磁感应现象的本质的本质. .
9、4 4、若线圈有、若线圈有n n匝，则总电动势为：匝，则总电动势为：巩固练习：巩固练习：1 1穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加均匀地增加2 Wb2 Wb，则：，则： A A线圈中的感应电动势每秒钟增加线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V2 V B B线圈中的感应电动势每秒钟减少线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V2 V C C线圈中的感应电动势始终是线圈中的感应电动势始终是2 V2 V D D线圈中不产生感应电动势线圈中不产生感应电动势有一个有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁匝的线圈，如果穿过它的磁通量的通量的变化率为变化率为0.5Wb/s，求感应
10、电动，求感应电动势。势。25V例例2一个一个100匝匝的线圈，在的线圈，在0.5s内穿过它内穿过它的磁通量从的磁通量从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。16V例例3平均感应电动势平均感应电动势 一个匝数为一个匝数为100、面积为面积为10cm2的线的线圈垂直磁场放置圈垂直磁场放置,在在0.5s内穿过它的内穿过它的磁场从磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中的感。求线圈中的感应电动势。应电动势。1.6V例例4平均感应电动势平均感应电动势 例例5 5穿穿过过某某线线圈圈的的磁磁通通量量随随时时间间变变化化的的关关系系，如如图图所所示示，在在下下列列几几
11、段段时时间间内内，线线圈圈中中感感应应电动势最小的是电动势最小的是( () )A A0 02 s 2 s B B2 s2 s4 s4 sC C4 s4 s5 s 5 s D D5 s5 s10 s10 sD/10- -2Wbt/sA B D0120.1单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂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，则化的规律如图所示，则：()A、线圈中、线圈中0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大B、线圈中、线圈中D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C、线圈中、线圈中D时刻感应电
12、动势最大时刻感应电动势最大D、线圈中、线圈中0到到D时间内时间内平均感应电动势为平均感应电动势为0.4VABD例例6斜率表示斜率表示的变化率的变化率在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一有一矩形线框矩形线框,边长边长ab=L1,bc=L2线框绕中心线框绕中心轴轴00以角速度以角速度由图示位置逆时针方由图示位置逆时针方向转动。求向转动。求:(1)线圈转过线圈转过1/4周的过程周的过程中的平均感应电动势中的平均感应电动势例例7B00adcb(2)线圈转过线圈转过1/2周周的过程的过程中的平均感应电动势中的平均感应电动势B00adcbab Gabv回路在时间回路在时间t内增大的
13、面积为：内增大的面积为：S=Lvt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=BLvt（V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势如图所示闭合线框一部分导体如图所示闭合线框一部分导体ab长长l,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匀匀速切割磁感线，求产生的感应电动势速切割磁感线，求产生的感应电动势vB BV1V2若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线导体斜切磁感线)注意：注意：2、导线
14、的长度、导线的长度L应为应为有效长度有效长度1、导线运动方向和磁感线、导线运动方向和磁感线平行平行时时,E=03、速度、速度v为平均值为平均值(瞬时值瞬时值),E就为平均值就为平均值(瞬时值瞬时值)Lv为为v与与B夹角夹角三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势匀强磁场匀强磁场v、B、L两两垂直三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势思考题思考题 求下面图示情况下，求下面图示情况下，a a、b b、c c三段三段导体两端的感应电动势各为多大？导体两端的感应电动势各为多大？ 有效切割有效切割长度长度公式中的公式中的L为有效切割长度，即垂直于为有效切
15、割长度，即垂直于B、垂直于、垂直于v且处于磁场中的直线部分长度且处于磁场中的直线部分长度E=BRvE=Blvsin;E=B2Rv1、区别区别：问题：问题：公式公式 与公式与公式 的的区别和联系区别和联系？(1)求出的是求出的是平均感应平均感应电动势电动势,E和某段时间或某和某段时间或某个过程对应；个过程对应；求出的是求出的是整个回路整个回路的感应电动势；的感应电动势； (2)求出的是求出的是瞬时感应瞬时感应电动势电动势，E和和某个时刻或某个位置对应某个时刻或某个位置对应求出的是求出的是某某部分导体部分导体的电动势。回路中感应电动势的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势为零
16、时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。不一定为零。vabcdL(1)公式公式中的时间趋近于中的时间趋近于0时，则时，则E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势(2)公式公式中中v若代表平均速度，则若代表平均速度，则E为平均感应电动势。为平均感应电动势。2、联系：、联系：公式公式和公式和公式是统一的是统一的.如图如图,长为长为L的铜杆的铜杆OA以以O为轴在垂直于匀为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度强磁场的平面内以角速度匀速转动匀速转动,磁场磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B,求杆求杆OA两端的电势差两端的电势差.AOA例例8进行计算进行计算,因为从因为从OA,各点的线各点的线速度是均匀变化的速度
17、是均匀变化的,故故取棒中点的取棒中点的速度代表棒的平均速度速度代表棒的平均速度，由，由练习：如图练习：如图,有一匀强磁场有一匀强磁场B=1.010- -3T，在，在垂直磁场的平面内垂直磁场的平面内,有一金属棒有一金属棒AO,绕平行绕平行于磁场的于磁场的O轴顺时针转动轴顺时针转动,已知棒长已知棒长L=0.20m，角速度，角速度=20rad/s，求：棒产生的感应电，求：棒产生的感应电动势有多大？动势有多大？例9、课后作业P18页第五题如果线圈的匝数为N,则此时线圈中产生的瞬时感应电动势为多少？E=NBSWE E= =B BL Lv vv、B、L两两垂直.平动切割平动切割：.转动切割转动切割：.磁通
18、量变化磁通量变化：E=NBSW这一节中学的感应电动势的表达式4.4.线圈在磁场中匀速转动线圈在磁场中匀速转动： 如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，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？是有利于线圈的转动，还的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？是阻碍了线圈的转动？思考与讨论思考与讨论四、反电动势NS电电动动机机安安 培培 力力 方方 向向 转转 动动 速速 度度 方方 向向 1、定义：、定义：电动机转动时产生的电动机转动时产生的感应电动势感应电动势
19、总要总要削弱削弱电源产生的电流电源产生的电流,这个电动势叫这个电动势叫反电动势反电动势. 2、作用：、作用：阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动线圈要维持转动, ,电源就要向电动机提供电能电源就要向电动机提供电能. .电能转化为其它形式的能电能转化为其它形式的能. . 4、 电动机停止转动电动机停止转动,就没有反电动势就没有反电动势,线圈线圈中电流会很大中电流会很大,电动机会烧毁电动机会烧毁,要立即切断电要立即切断电源源,进行检查进行检查.四、反电动势3 3、正因为、正因为反电动势反电动势 的存在的存在, ,所以对电动机所以对电动机, ,欧姆定律不成立欧姆定律不成立. .如如图图,一
20、个水平放置的导体框架一个水平放置的导体框架,宽度宽度L=1.50m,接有电阻接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架平面垂直设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度磁感应强度B=0.40T,方向如图方向如图.今有今有一导体棒一导体棒ab跨放在框架上跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体框架及导体ab电阻均不计电阻均不计,当当ab以以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体导体ab上的感应电动势的大小上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小回路上感应电流的大小E=BLv=0.80V例例10（3）如果这时跨接在电阻两端有一个电压
21、表，测得的电压）如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的电压U1为多少？若为多少？若ab电阻为电阻为0.2时，时，电压表示数电压表示数U2又为多少又为多少U1=0.80VU1=0.80VU2=0.40VU2=0.40V如图如图,水平面上有两根相距水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨的足够长的平行金属导轨MN和和PQ,它们的电阻不计它们的电阻不计,在在M和和P之间接有之间接有R=3.0的定值电阻的定值电阻,导体导体棒长棒长ab=0.5m,其电阻为其电阻为r=1.0,与导轨接触良好与导轨接触良好.整个装置处于方整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T.
22、现使现使ab以以v=10ms的速度向的速度向右做匀速运动右做匀速运动.(1)ab中的电流多大中的电流多大?ab两点间的电压多大两点间的电压多大?(2)维持维持ab做匀速运动的外力多大做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动向右运动1m的过程中的过程中,外力做的功是多少外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少电路中产生的热量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例例11如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用一次用0.05s，第二次用，第二次用0.1s。试求：。试求：(1)两次线圈中的两次线圈中的平均感应电动势之比平均感应电动势之比?(2)两次线圈中两次线圈中电流之比电流之比?(3)两次通过线圈两次通过线圈电荷量之比电荷量之比?(4)两次在两次在R中产生中产生热量之比热量之比?例例12
