1、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3 3、电动势的方向：电动势的方向：与电源内部电流方向同与电源内部电流方向同：在电：在电源内部由负极指向正极。源内部由负极指向正极。产生电动势的那部分导体相当于产生电动势的那部分导体相当于电源电源方向判断方向判断：右手定则或楞次定律，：右手定则或楞次定律，四指指四指指电流方向电流方向即即高电势高电势 1 1、内容：电
2、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 若有若有n n匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有n n个电源串联，总电动势为：个电源串联，总电动势为：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。电流的方向另行判断。t tn nE E 对公式的理解对公式的理解问题：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，
3、磁通量的变化率一定大吗？磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。大，磁通量的变化率也不一定大。0 0、T/2T/2、T T时刻：时刻：=0=0但但/t/t最大最大T/2T/2、3T/4 3T/4 时刻：时刻：最大但最大但/t=0/t=0-t-t图像的斜率是电动势图像的斜率是电动势T/2T/403T/4Ttt tK K 解题步骤解题步骤（需要求的量）需要求的量）外外总总总总1 12 2I IR R路路端端电电压压U U5 5.
4、求求电电源源两两端端电电压压即即与与时时间间无无关关。R RN NI It t4 4.求求电电量量q qR RE E3 3.求求I It tN N2 2.求求E E取取绝绝对对值值-1 1.求求或或U=E-IrU=E-Ir求平均电动势求平均电动势t tB BN NS St tS SN NB Bt tN NE E1 1、如下图所示，半径为如下图所示，半径为r r的金属环绕通过某直径的的金属环绕通过某直径的轴轴OOOO 以角速度以角速度作匀速转动，匀强磁场的磁感应强作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为度为B B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转
5、过在金属环转过3030角的过程中，环中产生的电动势的角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？平均值是多大？o oOOB1.1.求求 2.2.求求t=t=3.3.求求E E6 6B BS Ss si in nt tE E6 6t t0 0B BS S.S Si in n/10-2Wbt/sA BD0120.12 2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律磁通量随时间变化的规律如图所示，则：如图所示，则：()()A A、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B
6、 B、线圈中、线圈中D D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C C、线圈中、线圈中D D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大D D、线圈中、线圈中0 0到到D D时间内平均时间内平均感应电动势为感应电动势为0.4V0.4VABDABDt t斜率K斜率K ，t tn nE E导体作切割磁感线运动导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）求瞬时电动势）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，磁感应强度处于匀强磁场中，磁感应强度是是B B，abab以速度以速度v 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 GabvB BL Lv vE E
7、v vB BV 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 sinBLvBLvE1（为为v v与与B B夹角）夹角）B、L、V两两互相垂直两两互相垂直说明：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（V V、B B、L L两两垂直两两垂直）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=0E=03 3、速度、速度V V为平均值（瞬时值），为平均值（瞬时值），E E就为平均值（瞬时值）就为平均值（瞬时值）4 4、E=BLVE=BLV中中V V是与是与B B垂直的速度。例垂直的速度。例:B B竖直
8、方向，一竖直方向，一直导线水平放置以直导线水平放置以V V平抛出去，从抛出到落地的过程平抛出去，从抛出到落地的过程中中E E的大小变化情况的大小变化情况。例例1 1：如图，匀强磁场的磁感应强度为：如图，匀强磁场的磁感应强度为B B，长为，长为L L的金属棒的金属棒abab在在垂直于垂直于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产生的产生的感应电动势。感应电动势。abvE=BLVsinE=BLVsinB、V、L两两互两两互相垂直相垂直练习：半径为练习：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，以中，以速度速度V V向右
9、匀速运动时，向右匀速运动时，E=E=？RE=2 B R VE=2 B R V有效（取与有效（取与B、V垂直长度）垂直长度）问题：问题：公式公式 tnEsin BLvE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，求出的是求出的是平均感应电动势平均感应电动势，E E和某段时间或者某个过程对应，而和某段时间或者某个过程对应，而求出的是求出的是瞬时感应电动势瞬时感应电动势，E E和某个时刻或者某个位置对和某个时刻或者某个位置对应。应。2 2、求出的是整个回路的感应求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零
10、的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。动势不一定为零。如右图。vabcdLL区区别：别：例例2 2、如下图所示，长为、如下图所示，长为L L的铜杆的铜杆OAOA以以O 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，磁场的磁感应强匀速转动，磁场的磁感应强度为度为B B，求杆，求杆OAOA两端的电势差。两端的电势差。AOA221LBE旋转直导体的电动势旋转直导体的电动势L L)(0 02 21 1B BL LV VB BL LE E例题例题3 3、在磁感应强度为、在磁感应强度为B B的
11、匀强磁场中的匀强磁场中,有一个匝数为有一个匝数为n n的矩形的矩形线圈线圈,边长边长abab=L=L1 1,bc=L,bc=L2 2线圈绕中心轴线圈绕中心轴OOOO以角速度以角速度由图示位置由图示位置逆时针方向转动。试求逆时针方向转动。试求:(1):(1)线圈中产生感应电动势的线圈中产生感应电动势的最大值最大值 (2)(2)线圈转过线圈转过1/41/4周的过程中的平均感应电动势。周的过程中的平均感应电动势。(3)(3)设线圈的总电阻为设线圈的总电阻为R R，线圈转过，线圈转过1/41/4周的过程中通过某一截周的过程中通过某一截面的电量。面的电量。cBdOOab求平均电动势、电流、电量求平均电动
12、势、电流、电量瞬时值瞬时值2 21 12 21 11 1L LB BL LL L2 21 12B2BL LV V2BL2BLE E(1)(1)2 21 12 21 1L Ln nB BL L2 22 24 41 1L LB BL Ln nt tn nE E（2 2）t tI Iq qt tR RE Et tR Rt tn nR Rn nR RL LB BL Ln n2 21 1（3 3）电源两端的电压（路端电压）的计算电源两端的电压（路端电压）的计算长边长边2L2L、短边、短边L L的的a a、b b、c c、d d闭合线框以相同的速度闭合线框以相同的速度匀速进入匀强磁场，进入时匀速进入匀强磁
13、场，进入时MNMN两端的电压两端的电压U Ua a、U Ub b、U Uc c、U Ud d的关系的关系MdNcMNbMNaMNE Ea a=E=Eb b=BLv,E=BLv,Ec c=E=Ed d=B2Lv=B2LvUa=3BLV/4,UUa=3BLV/4,Ub b=5BLV/6,Uc=5BLV/6,Uc=6B2LV/8=3BLV/2,=6B2LV/8=3BLV/2,UdUd=4B2LV/6=4BLV/3=4B2LV/6=4BLV/3UaUbUdUcUaUbUdaa）处以处以V V沿抛物线下滑沿抛物线下滑，则金属环在曲面上滑动的过程，则金属环在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量（中产生的焦耳
14、热总量（）abyxA A。mgbmgb B.mv B.mv2 2/2 C.mg(b/2 C.mg(b-a)-a)D.mg(b-a)+mvD.mg(b-a)+mv2 2/2/2D进入和穿出磁场，磁通量变化，产生进入和穿出磁场，磁通量变化，产生电流，进而产生电热。电流，进而产生电热。最后在高为最后在高为a a的曲面上往复运动的曲面上往复运动机械能的减小量转化为热能机械能的减小量转化为热能mg(bmg(b-a)-W-a)-W电电=0-mv=0-mv2 2/2,/2,互感和自感互感和自感一、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当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应
15、电动势的现象，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生。互感现象中产生的感应电动势，称为的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间之间,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电路任何两个相互靠近的电路之间之间.3 3、利用互感现象，可以把、利用互感现象，可以把能能量量从一个线圈从一个线圈传递传递到另一个到另一个线圈。因此，互感现象在电线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛工技术和电子技术中有广泛的应用。的应用。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
16、化而产生的电发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，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。自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即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作用。对电流的变化起延迟作用。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
17、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。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。
18、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）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。化。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈的大小、形状、圈数及有无：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量IELt 课堂训练课堂训练1、演示自感
19、的实验电路图如右图所示，、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，是电感线圈，A1、A2是规格相同的是规格相同的灯泡，灯泡，R的阻值与的阻值与L的直流电阻值相同。的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是感现象是 比比 先亮，最后达到先亮，最后达到同样亮。同样亮。A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻、上图中，电阻R的电阻值和电感的电阻值和电感L的自感系数都很的自感系数都很大，但大，但L的直流电阻值很小，的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同是两个规格相同的灯泡。则当电键的灯泡。则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间，比比 先亮，
20、最后先亮，最后 比比 亮亮。A1A2A2A1 课堂训练课堂训练3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1和和D2是是两个相同的小灯泡，两个相同的小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与系数相当大的线圈，其阻值与R相相同。在电键接通和断开时，灯泡同。在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B.接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C.接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D.接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭D1 D2L R
21、SA 课堂训练课堂训练 4、如图所示，、如图所示，L为自感系数较大的线为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有断开电键的瞬间会有A.灯灯A立即熄灭立即熄灭 B.灯灯A慢慢熄灭慢慢熄灭C.灯灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯灯A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA自感是电磁感应的自感是电磁感应的“増反减同増反减同”应用应用1涡流是电磁感应的涡流是电磁感应的“热效应热效应”应用应用2电磁阻尼是电磁感应的电磁阻尼是电磁感应的“近斥远引近斥远引”应应用用3电磁驱动是电磁感应的电磁驱动是电磁感应的“近斥近斥远
22、引远引”应应用用4电磁感应的应用电磁感应的应用1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近这个线圈附近的的任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流.2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量.3.3.应用应用(1)(1)利用利用a.a.真空冶炼真空冶炼炉炉一一.涡流涡流电磁感应的热效应电磁感应的热效应金属块电阻率越小，产生的涡流强金属块电阻率越小，产生的涡流强b.b.探雷器探雷器(2)(2)减少减少 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流在铁芯中产生的涡流使铁芯发热使铁芯发热,浪费了能量浪费了能量,还可
23、能损坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径:a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。块硅钢铁芯。c.c.安检门安检门非门电路非门电路+线圈线圈V1.1.当当导体导体在在磁场中运动磁场中运动时时,感应电流会使导体感应电流会使导体受到安培力受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运安培力的方向总是阻碍导体的运动动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论:(1):(1)为什么用铝框做线圈骨架？为什么用铝框做线圈骨架？(2)(2)微安表的表头在运输时为何应该把
24、两个接微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？线柱连在一起？二二.电磁阻尼电磁阻尼来拒去留来拒去留-安培力的作用安培力的作用回路有电流，在回路有电流，在安培力作用下，安培力作用下，很快停下很快停下1 1、如、如磁场相对于导体转动磁场相对于导体转动,在导体中会产在导体中会产生感应电流生感应电流,感应电流使导体受到安培力感应电流使导体受到安培力的作用的作用,安培力使导体运动起来安培力使导体运动起来-电磁电磁驱动驱动。2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。原理工作的。三三.电磁驱动电磁驱动远引的应用远引的应用安培力的作用安培力的作用电磁能的扩散、热量的散失等能量损失电磁能的扩散、热量的散失等能量损失导致导体转动速度小于磁体转速导致导体转动速度小于磁体转速
