1、2.2 2.2 法拉第电磁感应定律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 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
2、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） 而产生电动势的那部分导体就相当于电源。而产生电动势的那部分导体就相当于电源。 一、一、感应电动势感应电动势 只要穿过只要穿过闭合电路闭合电路的的磁通量发生变化磁通量发生变化 闭合回路中有闭合回路中有感应电动势感应电动势 闭合电路中就有感应电流产生闭合电路中就有感应电流产生 影响感应电动势大小的因素影响感应电动势大小的因素 将相同的磁铁以将相同的磁铁以不同的速度不同的速度从同一位置插入线圈从同一位置插入线圈 中，观察并比较电流计指针的偏转情况。中，
3、观察并比较电流计指针的偏转情况。 用两个用两个磁性强弱不同磁性强弱不同的条形磁铁分别从同一位置的条形磁铁分别从同一位置 以相同的速度插入线圈中，观察并比较电流计指以相同的速度插入线圈中，观察并比较电流计指 针的偏转情况。针的偏转情况。 当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大，当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大， 或者说或者说磁通量的变化率越大时，磁通量的变化率越大时， 线圈中产生的感应电动势就越大线圈中产生的感应电动势就越大 1 1、在电磁感应现象中产生的电动势叫、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就相当于产生感应电动势的那部分导体就相当于电源
4、电源。 一、感应电动势一、感应电动势 2 2、磁通量的变化率、磁通量的变化率 t t 表示磁通量的变化快慢表示磁通量的变化快慢 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这、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一电路的磁通量变化率/ / t t成正比成正比 二、电磁感应定律二、电磁感应定律 2 2、数学表达式、数学表达式 t （注意单位）（注意单位） 若有若有n n匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有n n个电源串个电源串 联，总电动势为：联，总电动势为： En t 注意：公式中注意：公式中应取绝对值，不涉及正负，感应应取绝对值，不涉及正负，感应 电流的方向另行判断。
5、电流的方向另行判断。 E 问题：磁通量大，磁通量变化一定大吗？问题：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？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ （可以类比速度、速度的变化和加速度。）（可以类比速度、速度的变化和加速度。） 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的磁通量的变化率和磁通量、磁通量的 变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率 不一定为零不一定为零; ;磁通量的变化大，磁通量的变磁通量的变化大，磁通量的变 化率也不一定大。化率也不一定大。 对公式对公式 的理解的理解 En t En t = nB S t = ns B t 该公式
6、只能求该公式只能求平均感应电动势平均感应电动势 1 1、有一个、有一个5050匝的线圈，如果穿过它的磁通量的匝的线圈，如果穿过它的磁通量的 变化率为变化率为0.5Wb/s0.5Wb/s，求感应电动势。，求感应电动势。 2 2、一个、一个100100匝的线圈，在匝的线圈，在0. 5s0. 5s内穿过它的磁内穿过它的磁 通量从通量从0.01Wb0.01Wb增加到增加到0.09Wb0.09Wb。求线圈中的感应。求线圈中的感应 电动势。电动势。 3 3、一个匝数为、一个匝数为100100、面积为、面积为10cm10cm2 2的线圈垂直磁的线圈垂直磁 场放置，在场放置，在0. 5s0. 5s内穿过它的磁
7、场从内穿过它的磁场从1T1T增加到增加到 9T9T。求线圈中的感应电动势。求线圈中的感应电动势。 25V 16V 1.6V 三、导线切割磁感线时的感应电动势三、导线切割磁感线时的感应电动势 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 a b G a b v 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 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
8、量的变化 为：为：=BS =BS t E =BLvt=BLvt t tBLv BLv （V V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度） t E v v B B V V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线 sinBLvBLvE 1 （为为v v与与B B夹角）夹角） t tBLv （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）（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：说明： 1 1、导线的长度、导线的长度L L应为有效长度应为有效长度 2 2、导线运动方向和磁感线平行时，、导线运动方向和磁感线平行时，E=0
9、E=0 3 3、速度、速度V V为平均值（瞬时值），为平均值（瞬时值），E E就为平均就为平均 值（瞬时值）值（瞬时值） 4 4：如图，水平面上有两根相距：如图，水平面上有两根相距0.5m0.5m的足够长的平行金属的足够长的平行金属 导轨导轨MNMN和和PQPQ，它们的电阻可忽略不计，在，它们的电阻可忽略不计，在MM和和 P P之间之间 接有阻值为接有阻值为R R 3.03.0的定值电阻，导体棒的定值电阻，导体棒abab长长0.5m0.5m， 其电阻为其电阻为r r 1.01.0 ，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 向竖直向上的匀强磁场中，向竖直向上的匀强磁场中
10、，B B0.4T0.4T。现使。现使abab以以v v10m10m s s的速度向右做匀速运动。的速度向右做匀速运动。 (1)(1)求感应电动势求感应电动势E E （2 2）求）求a ba b中的电流中的电流I I (3) (3)求求a ba b两点间的电压两点间的电压U U RB r P M Na Q b v （2）I = 0.5A （1）E=2V （3）U=1.5V 1 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动 势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电 流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？
11、流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了电源的电了电源的电 流，这个电动势称为流，这个电动势称为反电动势反电动势。反电动势的作用是。反电动势的作用是 阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就。这样，线圈要维持原来的转动就 必须向电动机提供电能，必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。 2 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生 什么情况？这时应采取什么措施？什么情况？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线
12、圈电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈 电阻一般都很小，线圈中电阻一般都很小，线圈中电流会很大电流会很大，电动机可能，电动机可能 会烧毁。这时，应会烧毁。这时，应立即切断电源立即切断电源，进行检查。，进行检查。 四、反电动势四、反电动势 导体棒切割磁感线的感应电流方导体棒切割磁感线的感应电流方 向的判断向的判断 右手安培定则右手安培定则（直导线切割）（直导线切割） 方法：方法：伸出右手，磁场垂直穿过手伸出右手，磁场垂直穿过手 心，拇指代表导体棒运动的方向，心，拇指代表导体棒运动的方向， 四指代表导体棒产生感应电流的方四指代表导体棒产生感应电流的方 向或导体棒电势高的方向。向或导体棒电势高
13、的方向。 五五.导体棒切割磁感线的感应电流导体棒切割磁感线的感应电流 方向的判断方向的判断 1、如图，金属棒、如图，金属棒ab在匀强磁场在匀强磁场 中沿金属框架向右匀速运动，用右中沿金属框架向右匀速运动，用右 手定则判定手定则判定ab导体导体中感应电流的方中感应电流的方 向并判断向并判断a、b哪一点相当于感应电哪一点相当于感应电 动势的正极。动势的正极。 v b a d c 2、根据图示条件判定，闭合电路、根据图示条件判定，闭合电路 的一部分导体中感应电流的方向。的一部分导体中感应电流的方向。 I I I NS v v B B v a b 4、线圈边长为、线圈边长为L，每一个边的电阻均为，每一
14、个边的电阻均为R,匀强磁场匀强磁场 的磁感应强度为的磁感应强度为B,线圈的运动速度为线圈的运动速度为V,线圈线圈ab边在边在 进入磁场过程求：进入磁场过程求： 1）线圈的那个部分相当于电源，那一端的电势高）线圈的那个部分相当于电源，那一端的电势高 2)感应电流的方向感应电流的方向 3)感应电流的大小感应电流的大小 4）ab两端的电压两端的电压Uab 5)cd两端的电压两端的电压Ucd a b d c V 3、 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度 B、闭合电路中一部分直导线的运动速度、闭合电路中一部分直导线的运动速度v和电路产和电路产 生的感应电流生的感应电流I的相互关系，其中正确是的相互关系，其中正确是 ( )
