1、【推荐推荐】如果您现在暂时不需要，记得收藏此网页！如果您现在暂时不需要，记得收藏此网页！因为再搜索到我的机会为零！因为再搜索到我的机会为零！请仔细核对教材版本与目录哦！请仔细核对教材版本与目录哦！含本书所有课时，但顺序可能与目录不同4.1 4.1 划时代的发现划时代的发现自主学习自主学习-奥斯特梦圆奥斯特梦圆“电生磁电生磁”依据：信念依据：信念 哲学家康德：各种自然现象之间是哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。相互联系和相互转化的。实例：摩擦生热、蒸汽机实例：摩擦生热、蒸汽机 物理学将不再是关于运动、物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们热、空气、光、电、磁以及我
2、们所知道的各种其他现象的零散的所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。个体系中。奥斯特实验：奥斯特实验：奥斯特在作报告时，无意中发现奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针偏转小磁针偏转奥斯特断言：奥斯特断言：电与磁是有联系的！电与磁是有联系的！解释奥斯特实验（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了
3、大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？自主学习自主学习-法拉第心系法拉第心系“磁生电磁生电”一品：对称性的思考一品：对称性的思考英国的法拉第认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象。依据：磁化和静电感应现象猜想：磁铁应该可以感应出电流！信念：一定要转磁为电！法拉第法拉第日记日记未显示作用毫无反应不行 从普通的磁铁中从普通的磁铁中获得电的希望，时获得电的希望，时时激励着我从实验时激励着我从实验上探求电流的感应上探求电流的感应效应。效应。二品：科学的实验方法二品：科学的实验方法1825年11月28日实验实验1 1.两根长两根长4 4英寸长的导线平行放置英寸长的导线平行放置,用两张厚用两张
4、厚纸将它们隔开纸将它们隔开,先把其中的一根导线接到电池的两先把其中的一根导线接到电池的两端通电端通电,再把另一根与电流计相连。再把另一根与电流计相连。实验实验2 2.将空心螺线管接到电池的两极将空心螺线管接到电池的两极,把一直导线把一直导线引进螺线管引进螺线管,直导线两端与电流计相连直导线两端与电流计相连 。实验实验3 3.将实验将实验2 2中的直导线与电池两极相连中的直导线与电池两极相连,螺线螺线管与电流计连接管与电流计连接 。实验实验4 4.把两根导线互相缠绕着把两根导线互相缠绕着,先把其中的一根的先把其中的一根的两头接到电池上通电两头接到电池上通电,把另一根的两头接到电流计把另一根的两头
5、接到电流计上。上。麦克斯韦：科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。1831年8月29日 法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。开关开关电池组电池组电流计电流计进一步地思考和探索：铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗？铁芯铁芯 1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应电磁感应，产生的电流叫做感应电流感应电流。”磁生点“是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。五种类型可以引起感应电流：变化的电变化的电流流、变化的磁场变化的磁场、运动的恒定电流运动的恒定电流、运动运动的磁铁的磁铁
6、、在磁场中运动的导体在磁场中运动的导体。有规律吗？“跑失良机”的科拉顿螺旋管螺旋管电流计电流计三品：创造性的思维三品：创造性的思维为什么以往的实验都失败了？为什么以往的实验都失败了？法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！1831年10月28日 法拉第的创新：圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。最早的电动机：电磁旋转器最早的电动机：电磁旋转器 法拉第提出了法拉第提出了“电场电场”、“磁场磁场”和和“力线力线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播，并预言了光可能是一种电磁振动的传播
7、 。爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。磁场理论。1.你能从这个电磁感应现象的发现的特例中总结科学发现或科学研究的一般思路和方法?2.从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想？3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，你有何感谢？自主学习科学漫步
8、自主学习科学漫步 奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。其充满光明。”法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。展作出了重大贡献。课堂小结：课堂小结：关于法
9、拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利。关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利。现在：除此之外还有，甚至更重要的是现在：除此之外还有，甚至更重要的是（1 1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）正确的指导思想（自然现象的相互联系）（2 2）抹去科学家头上的光环，正确认识失败）抹去科学家头上的光环，正确认识失败科学是人做的，科学是为人的科学是人做的，科学是为人的 科学中的人文精神。科学中的人文精神。科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们
10、在这里看到，具有闪光思维的奥斯特术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过性的束缚，也有过“可笑可笑”的疏忽与失误。他们是伟的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他，也告诉我们他的粗糙想
11、法。读者的能力可能远不及他，但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。者。”对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。汤川秀树第四章第四章 电磁感应电磁感应30313233磁感应强度磁感应强度B与与垂直垂直磁磁场方向的面积场方向的面积S的乘积的乘积.磁通量可用磁通量可用穿过穿过某一个某一个面的磁感线面的磁感线条数条数表示表示.abdc思考思考:哪些情况可以引起哪些情况可以引起磁通量变化磁通量变化?磁通量变化磁通量变化包括
12、包括：S、不变，不变，B变化变化B、不变，不变，S变化变化B、S不变，不变，变化变化B、S、都都变化变化35二、探究电磁感应的产生条件二、探究电磁感应的产生条件36实验二：实验二：373839操操 作作表针是否摆动表针是否摆动开关闭合瞬间开关闭合瞬间开关断开瞬间开关断开瞬间开关闭合时，开关闭合时，滑动变阻器滑动变阻器不动不动开关闭合时，开关闭合时，迅速迅速移动移动变阻器滑片变阻器滑片摆动摆动静止静止摆动摆动摆动摆动实验结论实验结论:只有当线圈只有当线圈A中电流发生变化时中电流发生变化时,线圈线圈B中才会有电流产生中才会有电流产生.40 4142结论：结论：产生感应电流的条件：与磁感应强产生感应
13、电流的条件：与磁感应强度的变化有关度的变化有关,与闭合回路的面积变化有关与闭合回路的面积变化有关.归纳总结归纳总结直观表现为：直观表现为：当穿过闭合回路的磁感线条数当穿过闭合回路的磁感线条数变化时变化时,就有电流产生就有电流产生,否则就没有感应电流否则就没有感应电流.感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量变化路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流闭合电路中就有感应电流.即：电路要闭合即：电路要闭合;穿过电路的磁通量穿过电路的磁通量发生变化发生变化43444546小结小结1 1、利用磁场产生电流的现象叫、利用磁场产生电流的现象叫电磁电磁感应感应，产生的
14、电流叫，产生的电流叫感应电流感应电流。2 2、结论：无论用什么方法，只要使、结论：无论用什么方法，只要使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，闭合电流中就会有感应电流产生电流中就会有感应电流产生3 3、产生感应电流的条件：、产生感应电流的条件：（1 1）电路闭合）电路闭合 （2 2）磁通量发生）磁通量发生变化变化474849第第3 3节节楞次定律楞次定律51知识回顾1：如图所示，已知通电如图所示，已知通电螺线管的磁场方向，问电流方向？螺线管的磁场方向，问电流方向？电源极性？电源极性？+-I52NSAB知识回顾：产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？53闭合电路；
15、闭合电路；穿过电路的磁通量穿过电路的磁通量发生变化发生变化.GSN2.产生感应电流的条件？产生感应电流的条件？54探究感应电流方向的判断方法探究感应电流方向的判断方法实验：1831年法拉第发现电磁感年法拉第发现电磁感应现象时，只零碎地叙述应现象时，只零碎地叙述过感应电流的方向。过感应电流的方向。55实验准备：实验准备：辨明电流表G G指针偏转方向指针偏转方向与通入电流方向电流方向间的关系。电流进入电流进入的方向的方向电流由电流由“+”接线柱流入接线柱流入电流由电流由“-”接线柱流入接线柱流入电流表电流表G G指指针偏转方针偏转方向向 56GSN实验探究：实验探究：57磁铁运动情况磁铁运动情况磁
16、铁的磁场磁铁的磁场B原原的方向的方向 磁通量是增磁通量是增大还是减小大还是减小感应电流的磁感应电流的磁场场B感感 的方向的方向 向下向下 向下向下 向上向上 向上向上 增大增大 减少减少 增大增大 减少减少 向上向上 向下向下 向下向下 向向上B原原和和B感感 方向方向的关系的关系 相反相反 相反相反 相同相同 相同相同58 感应电流具有这样的方向，感应电流具有这样的方向，即即感应电流的磁场感应电流的磁场总要总要阻碍阻碍引引起感应电流的起感应电流的磁通量的变化磁通量的变化。楞次定律楞次定律:591.“阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化”包括两个意思：包括两个意思：当磁通量当磁通量增大增大时，感应
17、电流的磁场与时，感应电流的磁场与原磁场方向原磁场方向相反相反；当磁通量当磁通量减小减小时，感应电流的磁场与时，感应电流的磁场与原磁场方向原磁场方向相同相同。“增反减同增反减同”602.“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”。如果原磁通量增加，感应电流的磁场阻碍如果原磁通量增加，感应电流的磁场阻碍这个磁通量这个磁通量增加增加，只不过是使它增加的速，只不过是使它增加的速度变慢，并不能使它停止增加。度变慢，并不能使它停止增加。如果原磁通量如果原磁通量减少减少，感应电流的磁场阻碍，感应电流的磁场阻碍它减少，也只不过是使它减少的速度变慢它减少，也只不过是使它减少的速度变慢而已，不会使它停止或是转而增加。而已，
18、不会使它停止或是转而增加。61GSN1.原磁场的方向原磁场的方向2.磁通量是增大还是减小磁通量是增大还是减小 向下向下 增大增大3.感应电流的磁场的方向感应电流的磁场的方向 向上向上4.4.感应电流的方向感应电流的方向 向右向右判断感应电流的方向？判断感应电流的方向？练习62应用楞次定律判断感应电流方向分四步，做到“两明确、两判定”：(1)明确原磁场方向；(2)明确磁通量是增加还是减少；(3)根据“楞次定律”，判定感应电流的磁场方向；(4)根据“安培定则”，判定感应电流的方向。63GSN1.原原磁场的方向磁场的方向2.磁通量是增大还是减小磁通量是增大还是减小 向下向下 减小减小3.感应电流的磁
19、场的方向感应电流的磁场的方向 向下向下4.4.感应电流的方向感应电流的方向 向左向左判断感应电流的方向？判断感应电流的方向？练习64GSN从磁体和导体的相对运动的角度来看。从磁体和导体的相对运动的角度来看。新角度NS65GSN从磁体和导体的相对运动的角度来看。从磁体和导体的相对运动的角度来看。新角度NS66感应电流总是感应电流总是阻碍相对运动阻碍相对运动。从磁体和导体的相对运动的角度来看从磁体和导体的相对运动的角度来看:67楞次定律与能量守恒楞次定律与能量守恒 楞次定律不但指出了决定感应电流方向楞次定律不但指出了决定感应电流方向的基本法则，同时也是能的转化和守恒的基本法则，同时也是能的转化和守
20、恒定律的具体表现。定律的具体表现。产生感应电流既有电能产生，一定是由产生感应电流既有电能产生，一定是由其他能转化而来。其他能转化而来。68GNS判断感应电流的方向？判断感应电流的方向？69GNS判断感应电流的方向？判断感应电流的方向？感应电动势的大小感应电动势的大小问题问题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
21、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情景探究一 在有磁铁矿的地方在有磁铁矿的地方,地磁场会地磁场会产生异常产生异常,地质工作者利用这一地质工作者利用这一现象探矿现象探矿.找矿找矿,现在给你一个现在给你一个灵敏电流计灵敏电流计,一个多匝大线圈一个多匝大线圈,你能进行简单的模拟探究吗你能进行简单的模拟探究吗?说明你的探究方法和原理说明你的探究方法和原理引导思考讨论并总结方法方法:把大线圈与灵敏电流计组合把大线圈与灵敏电流计组合成闭合电路成闭合电路,使大线圈沿平行于地使大线圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移动面或垂直于地面的方向迅速移
22、动,若灵敏电流计产生偏转若灵敏电流计产生偏转,则表明周则表明周围有磁铁矿围有磁铁矿.思考思考:为何要快速移动才能观察到为何要快速移动才能观察到明显的电流计的指针的偏转明显的电流计的指针的偏转?实验探究一若闭合电路中有感应电流若闭合电路中有感应电流,电路中就一定有电动电路中就一定有电动势势.演示实验并播放动画演示实验并播放动画画出等效电路图画出等效电路图实验探究二若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。在。演示实验并播放动画演示实验并播放动画画出等效电路图画出等效电路图实验探究三有感应电流，有电动势存在。有感应电流，有电动势存在。演示实验并播放
23、动画演示实验并播放动画画出等效电路图画出等效电路图 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）在电磁感应现象中产生在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部产生感应电动势的那部分导体就相当于电源分导体就相当于电源一、感应电动势一、感应电动势 1 1感应电动势感应电动势：在电磁感应现象中产生的：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势电动势叫做感应电
24、动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源的那部分导体相当于电源2 2感应电动势与感应电流感应电动势与感应电流：感应电动势是：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势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合），有感应电流一定存在感应电动势思考与讨论感应电动势的大小跟哪些因素有关？感应电动势的大小跟哪些因素有关？猜想或假设猜想或假设提出问题提出问题 感应电动势很可能与磁通量变化的快感应电动势很可能与磁通量变化的快慢有关（而磁通量变化的快慢可以用慢有关（而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率
25、表示）磁通量的变化率表示）实验实验1：用导线切割磁感线，产生感应电流的用导线切割磁感线，产生感应电流的实验中，导线运动的速度越快、磁体实验中，导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流越大的磁场越强，产生的感应电流越大实验探究1:感应电动势2实验实验2：在向线圈中插入条形磁铁的实验中，在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。产生的感应电流就越大。实验实验:电磁感应插磁铁电磁感应插磁铁 实验探究实验探究2:感应电动势感应电动势3 实验探究实验探究3:感应电动势感应电动势1精确实验表明：精确实验表明：电路中感应电
26、动势的大小，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是变化率成正比。这就是tkEtE得出1 1磁通量的变化率磁通量的变化率 /t ：表示磁通量：表示磁通量变化的快慢变化的快慢 （1 1）磁通量的变化率跟磁通量、磁通）磁通量的变化率跟磁通量、磁通量的变化不同磁通量为零时，磁通量的变化不同磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，磁通量变化量的变化率不一定为零，磁通量变化大不等于磁通量的变化率大大不等于磁通量的变化率大二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 2法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律：电路中感应电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路
27、的磁电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比通量的变化率成正比 Et t（2）/t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值；t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢，式中物理量都取国际单位 若线圈有n匝，则相当于n个相同的电源串联，所以整个线圈中的电动势为Ent EVWbts 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没有直接关系没有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势感应电动势的的条件条件磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的
28、快慢变化的快慢 决定决定感应电动势感应电动势的的大小大小 、/t/t的意义的意义后来后来磁通量磁通量减减开始开始磁通量磁通量 1 1、穿过一个电阻为、穿过一个电阻为11的单匝闭合线圈的磁通量的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少始终是每秒均匀减少2Wb2Wb，则，则 （）（）A A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v2v B B、线圈中的感应电动势一定是、线圈中的感应电动势一定是2v2v C C、线圈中的感应电流一定是每秒减少、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A2A DD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2A例与练例与练tEV2REI A
29、2不变！不变！不变！不变！2 2、匝数为、匝数为n n200200的线圈回路总电阻的线圈回路总电阻R R5050，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量过，磁通量随时间变化的规律如图所示，求：随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。线圈中的感应电流的大小。例与练例与练VVt5.01.010.015.0VtnE100AREI2 3 3、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100100匝，线圈总电阻为匝，线圈总电阻为R=0.5R=0.5，单匝线圈的面，单匝线圈的面积为积为30cm30cm
30、2 2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。中感应电流的大小。例与练例与练STsTtB/005.0/401.003.0VtBSt5105.1VtnE3105.1AREI3103 4 4、有一面积为、有一面积为S S100cm100cm2 2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R R0.10.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在垂直环面向里，则在t t1 1t t2 2时间内通过金属环某时间内通过金属环某一截面的电荷量
31、为多少？一截面的电荷量为多少？例与练例与练tERtIqWbBS001.0CRq01.0RtREI 5 5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）（正弦图象一部分），则（）A.A.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0 B.B.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 C.C.线圈中线圈中DD时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0 D.D.线圈中线圈中A A时刻感应电动势大于时刻感应电动势大于B B时刻感应电动时刻感
32、应电动势势例与练例与练斜率表示斜率表示的变化率的变化率导线切割磁感线时的感应电动势（1 1）垂直切割时：如图所示，导体由）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动到匀速移动到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化 =BLv t，由法拉第电磁感应定律得：，由法拉第电磁感应定律得：EBLvt（2 2）切割方向与磁场方向成）切割方向与磁场方向成角时：角时：如图所示，将如图所示，将v分解为垂直分解为垂直B和平行和平行B的的两个分量，其中：两个分量，其中：sinvv 对切割有贡献 cos/vv 对切割无贡献 EBLv 所以：s:inEBLV 即即4 4、导体切
33、割磁感线感应电动势大小、导体切割磁感线感应电动势大小LE BLvE BE vE 匀强磁场匀强磁场v 、B B、L L两两垂直两两垂直sinBLvE vBLL、夹角为与Bv 说明：公式说明：公式E=/t，E=n/t一般适一般适用于求解平均电动势的大小；而公式用于求解平均电动势的大小；而公式E=BLV一般适用于切割磁感线运动导体的一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小。瞬时电动势的大小。讨论：产生感应电流与产生感应电动势的条讨论：产生感应电流与产生感应电动势的条件一样吗？件一样吗？（导体在磁场中做切割线运动或者是穿过（导体在磁场中做切割线运动或者是穿过某一回路的磁通量发生变化，就一定产生感
34、某一回路的磁通量发生变化，就一定产生感应电动势）应电动势）例题例题1：长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差解析：解析：ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可棒上各处速率不等，不能直接用棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求，来求，但棒上各点的速度但棒上各点的速度v=r与半径成正比，因此与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算
35、：式计算：21,22LVEBLVB L 6 6、如图所示，电阻不计的裸导体、如图所示，电阻不计的裸导体ABAB与宽为与宽为60cm60cm的平行金属导轨良好接触，电阻的平行金属导轨良好接触，电阻R R1 133，R R2 266，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度场中，磁感应强度B B0.5T0.5T。当。当ABAB向右以向右以V V5m/s5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻的速度匀速滑动时，求流过电阻R R1 1、R R2 2的的电流大小。电流大小。例与练例与练A A R2VB BR1VBLvE5.1AREI5.011AREI25.022 1
36、03导体切割磁感线导体切割磁感线电键闭合，改变滑动片的位置电键闭合，改变滑动片的位置线圈线圈B B相当相当于电源于电源abcd化学作用就是我们所说的非静电力1、动生电动势是怎样产生的？、动生电动势是怎样产生的？2、什么力充当非静电力？、什么力充当非静电力？导体中的自由电荷受到导体中的自由电荷受到 什么力的作用？什么力的作用？导体棒的哪端电势比较高？导体棒的哪端电势比较高？非静电力与洛伦兹力有关吗？非静电力与洛伦兹力有关吗？F洛-F电-F电106107-UF洛F2F1108V VLMN R结论：在纯电阻电路中，外力克结论：在纯电阻电路中，外力克服安培力做了多少功将有多少热服安培力做了多少功将有多
37、少热量产生。量产生。实际应用实际应用109磁场变强磁场变强II电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？自由电荷为什么会运动？自由电荷为什么会运动？使电荷运动的力难道是变化使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？的磁场对其施加的力吗？猜想：使电荷运动的力可能是猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力洛伦兹力、静电力、或者是其它力110英111实际应用电子感应加速器竖直向上竖直向上逆逆时时针针顺顺时时针针向下向下112动生电动生电动势和动势和感生电感生电动势动势1 1、动生电动势动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势由于导体运动而产生的感应电动势.2 2、感生电场感生电场:由
38、变化的磁场激发的电场由变化的磁场激发的电场.3 3、感生电动势感生电动势:由感生电场产生的感应电动势称由感生电场产生的感应电动势称 为感生电动势为感生电动势.感应电动势：感应电动势：动生电动势动生电动势114谢谢大家4.6互感和自感互感和自感116117 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？中为什么会产生感应电动势呢？118收音机的接收信号：收音机的接收信号：119一、互感现象一、互感现象1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电当
39、一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势。互感现象中产生的感应电动势，称为，称为互感电动势。互感电动势。2 2、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象制成的。就是利用互感现象制成的。1203 3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和且可发生于任何两个
40、相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。要设法减小电路间的互感。121实验一实验一：2、再调节变阻器再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、然后断开开关然后断开开关S。1、先合上开关先合上开关S，调节变阻器，调节变阻器R的电阻，使同样规格的的电阻，使同样规格的两个灯泡两个灯泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。L A1R A2 S R1122观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。灯泡灯泡A A2 2
41、立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐逐渐亮起来渐亮起来。现象：现象：123解释：在接通电路的瞬间，电路中解释：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈的电流增大，穿过线圈L的磁通量也的磁通量也随着增大，因而线圈中必然会产生随着增大，因而线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动势阻碍感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，所以通过线圈中电流的增大，所以通过A1的的电流只能逐渐增大，灯泡电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐只能逐渐亮起来。渐亮起来。问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？124反馈训练1
42、、实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的电流随时间变化的图像为的图像为 图；通过灯泡图；通过灯泡A2的的电流随时间变化的图像为电流随时间变化的图像为 图图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1125实验实验二：二：1、把灯泡、把灯泡A和带和带铁芯铁芯 的线圈的线圈L并联在直流电路中。并联在直流电路中。2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。ALS126观察：当电路断开时，灯泡观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。的亮度变化情况。现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一下才
43、熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。127解释：解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈圈L和灯泡和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。128反馈训练2、在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻RA相等，则电键相等，则电键 断开前后通过线断开前后
44、通过线圈的电流随时间的变化图像为圈的电流随时间的变化图像为 图，通图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为过灯泡的电流随时间的变化图像为 图图；若若RL远小于远小于RA，则电键，则电键 断开前后通过线圈的电流随时断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为 图图。It A B C DItItItACBDALS129二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象发生变化而产生的电磁感应现象，叫，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。自
45、感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎么变化，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。作用。130131三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号
46、是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（H H）IELt 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力132133什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。一下，然后熄灭或正常发光。当自感
47、系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势会补充会补充A灯或灯或A2灯中的电流，从而使灯中的电流，从而使A灯或灯或A2灯中灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。电流突然变大，所以要闪亮一下。134自感系数很大有时会产生危害：135四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。能量的角度加
48、以讨论。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。成电能。136五、自感现象应用五、自感现象应用日光灯原理日光灯原理日光灯结构：日光灯结构：1371、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需、日光灯启动时需要一个瞬时高压，正常发光时又需要一个低于要一个低于220V的工作电压。的工作电压。2、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬、自感系数较大的线圈（镇流器）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？时高压，
49、可谁来充当自动开关？启动器启动器 E自自 EE自自+EL A138139镇流器的作用镇流器的作用1、点燃时产生瞬时高压点燃时产生瞬时高压2、工作时降压限流、工作时降压限流140 阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P2424，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该怎样理解？，应该怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零立即增大到
50、最大值或不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 141小结小结1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的。互感现象产生的感应电动势，称为感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象，叫现象，叫自感现象自感现象。3 3、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变）自感电动
