法拉第电磁感应定律

三、导体切割磁感线时的感应电动势
1。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)
B
V1 v
θ
V2
E BLv1 BLv sin
θ为v与B夹角
三、导体切割磁感线时的感应电动势
2,若导体运动方向跟L方向有夹角
a
θ
E BLv1 BLv sin
v
θ为v与L夹角
b
v1
三、导体切割磁感线时的感应电动势
E=BLV (B,L,V两两垂直) ab处于 例题1：如图所示闭合线圈一部分导体 匀强磁场中，导轨宽为Ｌ，磁感应强度是B，ab 以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势. 解：回路在时间Δ t内增大 的面积为： ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化 为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt 产生的感应电动势为： Φ BLvt E BLv t t （V是相对于磁场的速度）
2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生 变化，电路中就产生感应电动势。
3、感应电动势与感应电流:只要磁通量变化, 电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合, 电路中就有感应电流. 磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生 感应电动势是电磁感应现象的本质.
观察实验,分析思考:
V
问题1:在实验中,电流表指 针偏转原因是什么?
D)
例与练3
如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金 属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接 有R=3.0Ω的定值电阻,导体棒长ab=0.5m,其电阻为 r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向 下的匀强磁场中,B=0.4T.现使ab以v=10m／s的速度 向右做匀速运动. (1)ab中的电流多大? ab两点间的电压多大?
总电阻一定时,E越 大,I越大,指针偏转 越大.
问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度 插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有 什么相同和不同?
从条件上看 相同 Φ变化相同 不同 Φ变化的快慢不同 从结果上看 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
越大?
磁通量的变化快慢 磁通量的变化率
I=0.5A
F=0.1N
(2)维持ab做匀速运动的外力多大?
U=1.5V
M
a
N
R
B
r
b
vห้องสมุดไป่ตู้
Q
(3)ab向右运动1m的过程中, 外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?
P
WF=0.1J
Q=0.1J
4.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有 半径为r的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕O点 在框架上滑动的导体棒，OA之间连一个阻值为R的 电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度ω匀 速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ 导体棒OC ω （3）流过电阻R的电流I为多少？
法拉第 电磁感应定律
第一课时 思考:
问题1：什么叫电磁感应现象？
利用磁场产生电流的现象
问题2：产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路
（2）磁通量变化
问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同
S
甲
G
乙
N
产生电动势的那部分导体相当于电源 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中 就一定有电动势。
一、感应电动势 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势 叫感应电动势（E）. 闭合电路中有感应电流，这个电路中 就一定有感应电动势.有电动势不一定有电 流。 产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
A' O
ω
A
例与练2
关于电磁感应，下述说法中正确的是( A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量为零 ,感应电动势一定 为零 C、穿过线圈的磁通量的变化越大 ,感应电动 势越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快 ,感应电动势 越大 注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
问题2:电流表指针偏转程 度跟感应电动势的大小有 什么关系? 问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插 入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什 么相同和不同?
问题1：在实验中，电流表指针 偏转原因是什么？
Φ变化 产生E
产生I
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电 动势的大小有什么关系？
E 由I 知： Rr
3、导线的长度L应为有效长度(首尾相连）
L
v
4、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值) 一般应用求瞬时电动势。
两个公式的区别和联系？（成才）
(1) 求出的是平均感应电动势, E和某 En 段时间或某个过程对应； t
（2）时间趋近于0时，则E为瞬时感应 电动势
E BLv sin
Φ t
二、法拉第电磁感应定律
1.内容:
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一 电路的磁通量的变化率成正比。
2.公式:
Φ E t
Φ E n t
n为线圈的匝数
注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感 应电流的方向另行判断。
注意：各物理量均为国际单位
思考与讨论
问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?
──反电动势
2.电动机由于机械故 障停转,要立即切断 电源。
问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无 直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一 定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率 不一定大(小). (可以类比速度、速度的变化和加速度.)
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义(成才)
物理意义 穿过回路的 磁感线的条 数多少 磁 通 量 变 化 穿过回路的磁 △Ф 通量变化了多 少 磁 通 量 变 化 穿过回路的 率ΔΦ/Δt 磁通量变化 的快慢 磁通量Ф 与电磁感应 关系 无直接关系
产生感应电 动势的条件
决定感应电 动势的大小
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形 线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'以 角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求: (1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势 0 ω
a
d
B
E
2 BL1 L2

b
c 0'
三、导体作切割磁感线运动感应电动势计算
C
1 2 E B r 2
1 2 I Br 2R
B
O R
A
四.反电动势
1.既然线圈在磁场中转动，线圈中就会产生感应电动 势。感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了 它？是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动？ 电动机转动是时,线圈 中产生的感应电动势 总要削弱电源电动势的 作用,阻碍线圈的转动.
（1）求出的是瞬时感应电动势，E和某 个时刻或某个位置对应.
(2)公式中v若代表平均速度，则E为平均 感应电动势。
例与练1
如图,长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀 强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁场 的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.
1 2 E BL 2
E BLv sin 适用条件见成才