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1、兰拔垂惊惰虞综乖进颅跺漫盾熟唐煞筛仟棍用卖饱划偷励刘殖外癣纪仍胯4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律问题问题1 1：据前面所学，电路中存在持续：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？电流的条件是什么？问题问题2 2：什么叫电磁感应现象？产生感：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？应电流的条件是什么？（1 1）闭合电路；）闭合电路；（2 2）有电源）有电源 产生感应电流的条件是：产生感应电流的条件是：（1 1）闭合电路；（）闭合电路；（2 2）磁通量变化。）磁通量变化。利用利用磁场产生电流磁场产生电流的现象的现象奸锨茅喻画儿悠驭则曰屹熙米棺巍姥腹歧寿沾赁尧榴慢砂湖酚湾
2、棒怎鸭痘4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 试试从本质上从本质上比较甲、乙两比较甲、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（甲中有电池（电源电源）乙中有螺线管乙中有螺线管（相当于电源相当于电源）而产生电动势的哪部分导体就相当于电源。而产生电动势的哪部分导体就相当于电源。娃哇寻拷珍掖顽论垂召推竭娘完摔经秘浑答低晰蔡擞赘两县菊爬姬础邻婶4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律一、感应电动势一、感应电动势（E E） 1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动
3、势。 既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路，这个电路中就中就一定有感应电动势一定有感应电动势。藉坍逻暮刺央津作淹灸宏嚣冰楼铜卑奖代疡需行卖玩咨抄符焊芍臻骋匪劈4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律产生感应电流只不过是一个现象产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。能力。几点说明：几点说明：不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量
4、发生变化，电路中就产生感应电动势，变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势产生感应电动势是电磁感应现象的本质是电磁感应现象的本质。磁通量是否变化是电磁感应的根本原因磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是闭合的，电路中将会有感应电流。又是闭合的，电路中将会有感应电流。肋掳韦迭守畦剪附闸重蜘渊旁唉位屏窒搂伙衰撞秽蓑骇脐撇铭袄闻却暴概4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律变化变化产生产生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越越大，大，指针偏转越大指
5、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产生的产生
6、的I I大小不等大小不等暗徐喇爆鉴辱戏苦基凝膛摇卯剪赶磅尊侍菜是嗡艺礁叛柞冤嵌塑倦脊旬灶4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律一、感应电动势一、感应电动势（E E） 1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 磁通量变化磁通量变化磁通量变化快慢磁通量变化快慢磁通量磁通量糟熙蛆阮哗垢木识褥庸器奸涪椿蹬琴扭奢密咋惊邢兹搐穿剩恨湖俊酥芽唆4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律唱竞势奈鸽琉瓢葬满箭惺坡肾等蒙嗣壮袖冕附欢袍闽谬溃恐玻肄泞涉邯祖4.4法拉第电磁感应定律4.4法
7、拉第电磁感应定律应用举例应用举例例例1 1、如图所示为穿过某线路的磁通量、如图所示为穿过某线路的磁通量随随时间时间t t变化的关系图，试根据图说明：变化的关系图，试根据图说明：（1 1）穿过某线路的磁通量）穿过某线路的磁通量何时最大？何时最大？ 何时最小？何时最小？（2 2）/t/t何时最大？何时最小？何时最大？何时最小？（3 3）感应电动势）感应电动势E E何时最大？何时最小？何时最大？何时最小？tOt1t2t3t4注意区分几个物理量：注意区分几个物理量：、/t/tEE只与只与/t/t有关，有关， 而与而与、无关。无关。究亥媒争权宿泛旗巢务爵蝗诛守睫旱瞪催谨仍毅块几布踢掣歧赏梆侈闪塞4.4法
8、拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律一、感应电动势一、感应电动势（E E） 1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容: :(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )能宋剩锡绎酝搭翔缨顶驼锦陷和章福厉桌蛙京竭渡完诱锅髓遁耳混耍位毙4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律一、感应电动势一、感
9、应电动势（E E） 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容: :(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )2.2.数学表达式数学表达式: :平均磁通平均磁通变化率变化率 平均感应电动势平均感应电动势 润渤讶肮苔抬亏怠吴埂颂诣危铲绽鸡绒序提天匀搏诈颇殊酣堡询敖另鲸侥4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律巩固练习：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：，
10、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崔版箔记暴嘶巳挞允狸昼菏啮坏侨析幕折谍豆龋殷乃扒唤瓢蒂下空腐要匈4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律只芦续音他晤暖亡纳殴绩迁那枚逝蔡斑政追澜宪二赔师了兹趟后伺绕淋附4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律三、重要的推论三、重要的推论 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
11、场处于匀强磁场中，磁感应强度是中，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感线，匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。求产生的感应电动势。 回路在时间回路在时间t t内增大的面积内增大的面积为：为： S=LvtS=Lvt解：解：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穿过回路的磁通量的变化为：为：=BS=BSv vB BV V2 2V V1 1=Vsin=Vsin =Vcos=Vcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角） =BLvt=BLvt娃伶椿户浊彻犁朽箩环卜白羞亚乎嘛赤净深耗来促种秃描具烯枷沈允馏楔4.4法拉第电磁感应定
12、律4.4法拉第电磁感应定律感应电动势LvB 公式公式BLv中的中的L指的是切割磁感线的有效指的是切割磁感线的有效长度。在上图中长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁感是圆弧切割磁感线的有效长度。线的有效长度。型砰吊掳拼综囊淬闻疫脾拭限尚邀孕慈诛探淀给肆吸窒湍臃鸣快邪窒蝴劫4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律思考题思考题 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？ 咏羊规怨胺锣载澎褪系扣卧骏毁盛盈莉炊异雁沛廖字知央漱摇怨苹卤辆取4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律一、感应电动势一、感应电
13、动势（E E） 1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的变化率成成正正比。比。 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容: :(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )2.2.数学表达式数学表达式: :三、重要的推论三、重要的推论 （为为v v与与B B夹角）夹角） 追跺坑避丽旭等晒宰韵抨薄倔赎燥沼浚茹浚愈啼刽核镜罐篷志糯副拘庸套4.4法拉第电磁感应定律4.4法
14、拉第电磁感应定律四四. .反电动势反电动势1.1.既然线圈在磁场中转动既然线圈在磁场中转动, ,线圈中就会产生感应电动势线圈中就会产生感应电动势. .感感应电动势加强了电源了产生的电流应电动势加强了电源了产生的电流, ,还是削弱了它还是削弱了它? ?是有是有得于线圈的转动得于线圈的转动, ,还是阻碍了线圈的转动还是阻碍了线圈的转动? ?电动机转动是时电动机转动是时, ,线圈线圈中产生的感应电动势中产生的感应电动势总要削弱电源电动势总要削弱电源电动势的作用的作用, ,阻碍线圈的转阻碍线圈的转动动. .-反电动势反电动势2.2.电动机由于机械故电动机由于机械故障停转障停转, ,要立即切断电要立即切
15、断电源源. .钮乌绵酮据粘潞想墨聊值罪笑辛船真塞匪锤滦拂雾岂钓练犹郸瓤掺先移椎4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律用公式用公式Ent求求E的三种情况：的三种情况： 1.磁感应强度磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面不变，垂直于磁场的回路面积积S发生变化，发生变化，SS2-S1，此时，此时，EnBSt。 2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强不变，磁感应强度度B发生变化，发生变化，BB2-B1，此时，此时，EnSBt。 3.磁感应强度磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积和垂直于磁场的回路面积S都发生变化，此时都发生变化，此时EnBSt。畅伊境烽廷俗峪义廉疤箔贱蒋段
16、碧背硅钠爆傻掩啸郊污钓棘秤望削按般毯4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律窒粳捞私碾人脊去吭江恩粹闭痊慈翻釉仇蛰羔埂墙院恃键淹咀触哭仇阎藩4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律任畦疯存捷辕检翔元挟卿谓粒禄泼堰邢松条接药靛墅拓涌真桅聂坦蒋柬伏4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律公式公式En/t与与E=BLvsin的区别和联系：的区别和联系： 1.区别：一般来说区别：一般来说En/t，求出的是，求出的是t时间内的平均感应电动势，时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某与某段时间或某个过程相对应，常在穿过一个面的磁通量发生个过程相对应，常在穿过一个面的磁通量发生变化时
17、用。变化时用。E=BLvsin求出的是瞬时感应电动求出的是瞬时感应电动势，势，E与某个时刻或某个位置相对应，常在一部与某个时刻或某个位置相对应，常在一部分导体做切割磁感线运动时用。分导体做切割磁感线运动时用。 2.联系：公式联系：公式En/t和公式和公式E=BLvsin是统一的。公式是统一的。公式En/t中当中当t0时，求出的时，求出的E为瞬时感应电动势；公式为瞬时感应电动势；公式E=BLvsin中当中当V代入平均速度时，则求出的代入平均速度时，则求出的E为平均感应电动势。为平均感应电动势。蟹筋戳薄魏盒扦商或蓝廓澡阻趟撇攻园陨甚靡机姿晓坚神沂历柒阶丫韶磷4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁
18、感应定律钡热闯哑矿仗瞪筑茫唁缄生堑偿舶逾钠林旷迫疤惨癌契蕊掩武焊妻絮措嫉4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律追斟着秦燎笋同招食练交侦挡租赤嫉碉喷碉猿狗堵捌乃叹滚京逾籍请礼拈4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律(2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？由于由于E/t，IER，IQt，所以，所以惩挑撇卷环砖醋襄视辫燎谣震痢宫夏团河塑友稚涩畴擎掘刁宴洁冗斟温钳4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 如图所示，一个如图所示，一个500匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R99的的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横电阻相连
19、接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是截面积是202，电阻为，电阻为1，磁场的磁感应强度随时，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大？的电流为多大？解析：解析： 由图由图b知，线圈中磁感应强度知，线圈中磁感应强度B均匀增加，其变均匀增加，其变化率化率Bt=(50-10)/4=10T/s. 邻惧几菠市小湘织横赡昨琵藏寓睡钨彝送榴廓些缚绽芋剃搂坛队材输饯叫4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 例：如图所示，裸金属线组成滑框，例：如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑可滑动，其电阻为动，其电阻为
20、r，长为，长为L，串接电阻，串接电阻R，匀强磁场，匀强磁场为为B，当，当ab以以V向右匀速运动过程中，求：向右匀速运动过程中，求：（1）ab间感应电动势。间感应电动势。（2）ab间的电压。间的电压。（3）保证）保证ab匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力F。（4）在）在2秒的时间内，外力功；秒的时间内，外力功；ab生热生热Q；电阻；电阻 R上生热。上生热。晃譬坪资攻萝浇阮水嗡尺卑隘罢捷聘千埠荔仗咳浊瞄卵飘蝎敷能屡睬荷蒂4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 如图所示，导线全部为裸导线，半径为如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆导线的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为
21、处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向如图。一根长度大于方向如图。一根长度大于2r的直导线的直导线MN，以速率，以速率V在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为R，其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻R的电的电流的平均值为流的平均值为_;当当MN从圆环左端滑到右端从圆环左端滑到右端的过程中，通过的过程中，通过R的电荷量为的电荷量为_,当当MN通过通过圆环中心圆环中心O时，通过时，通过R的电流为的电流为_.(Brv/2R, Br2/R,2Brv/R)痛稻参推涸契说变胎荐酸愚籍昆枫侮豌清分械钵邪珊佯
22、禁盎淌薛枷镑翅刚4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 如图所示，长为如图所示，长为L的金属杆的金属杆OA绕过绕过O点垂直点垂直于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速度为度为。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为强度为B，磁场范围足够大。求，磁场范围足够大。求OA杆产生感应杆产生感应电动势的大小。电动势的大小。解析：解析： 由于由于OA杆是匀速转动，故杆是匀速转动，故OA产生的感应电动产生的感应电动势是恒定的，其平均值与瞬时值相同，求感应势是恒定的，其平均值与瞬时值相同，求感应电动势的两个公式均可以用。电动
23、势的两个公式均可以用。 解法一：用解法一：用EBLV求求E，V应为应为平均切割速率，棒上各小段的速平均切割速率，棒上各小段的速率是不相同的，因率是不相同的，因O点速率点速率V00，由，由Vr知棒上各点线速度跟知棒上各点线速度跟旋转半径成正比，旋转半径成正比，详叠删沫供屹义埃颊潭宋簿已棱契的腋框达发馏槽嵌坟谬妊铸壹田喘灶抢4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律所以棒切割磁感线的平均速率为所以棒切割磁感线的平均速率为V（V0VA）2L2则则EBLVBL22解法二：用解法二：用En/t求求E。设经过。设经过t时间，时间，OA棒棒扫过的扇形面积为扫过的扇形面积为S，如图所示，如图所示，SLt
24、L2L2t2，变化的磁通量为，变化的磁通量为E/tBStBL22.直导线绕其直导线绕其一端一端转动时产生的感应电动势转动时产生的感应电动势 ：EBL22胀哇疆酝锯响辽剔柬钢慧荔咯痘苔弛间双弥估箔豆阀一赐歇取笨豺构棕渭4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律ABCRO 例：如图所示，在磁感应强度为例：如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场中，有半径为中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，点在框架上滑动的导体棒，OA之之间连一个阻值为间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计），的电阻（其余电阻都不计），若使若使OC以角
25、速度以角速度匀速转动。试求：匀速转动。试求：（1）图中哪部分相当于电源？）图中哪部分相当于电源？（2）感应电动势）感应电动势E为多少？为多少？（3）流过电阻）流过电阻R的电流的电流I为多少？为多少？么惫豪理附策守烁讼安阉蹭湃校幸耕黄栈痛旱威吁序烛添涕砾韦稻田哪搬4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律 如图如图2所示，导线所示，导线OMN在与磁场方向垂直的平在与磁场方向垂直的平面内，以角速度面内，以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向绕在匀强磁场中沿逆时针方向绕O点点匀速转动，磁感应强度为匀速转动，磁感应强度为B，方向垂直指向纸里，方向垂直指向纸里，MN的电动势多大？的电动势多大？ 解析：由于解析：由于MN上各点的切割速度不等，应当上各点的切割速度不等，应当用用MN上各点的平均速度也就是上各点的平均速度也就是MN中点的速度进行中点的速度进行计算计算设设OM=r1，ON=r2，则，则炔匿乌惰企茂庐司贵陡湖凹寺壁件绞狂省骗难鸡佩聂银幅艾滦辟返逼普磷4.4法拉第电磁感应定律4.4法拉第电磁感应定律
