《电工基础》教案4-6电磁感应定律

第周第课时月日课题电磁感应定律

知识目标了解感应电动势

能力目标理解法拉第电磁感应定律

教学内容及组织教法

[课题引入]

1、提问相关知识

2、引入本节课题

[新课内容]（以讲解为主）

一、感应电动势

如果闭合回路中有持续的电流，那么该回路中必定有电动势。因此在电磁感应现象中，闭合回路中有感应电流产生，这个回路必定有感应电动势存在。由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势。

应当指出，闭合回路中作切割磁感应线运动的那部分导体就是一个电源，它能产生感应电动势，向外电路提供电能。在左图中，虚框内是一个电源(这部分电路是内电路)。在电源内部，电流是从低电位流向高电位的，因此，左图中a点电位高于b点的电位。

在研究电磁感应时，确定感应电动势比确定感应电流的意义更大。首先，感应电流的大小是随着电阻的变化而变化的，而感应电动势的大小与电阻无关。在图中，除了RP变化以外．其它条件都不变，在这种情况下，可以看出，感应电流的大小是变化的，而感应电动势的值是确定的。其次，电动势是电源本身的特性，与外电路状态无关。不管电路是否闭合，只要有电磁感应现象发生，就会产生感应电动势，而感应电流只有当回路闭合时才有，开路时则没有可见，感应电动势比感应电流更能反映电磁现象的本质。

二、电磁感应定律

在图中，导线cd与磁感应强度垂直，cd沿着滑轨在垂直磁感应强度的方向上作匀速直线运动。cd切割磁感应线要产生感应电流，因此要受到磁场力的作用，其大小为

方向向左。要使cd作匀速直线运动，必须对cd施加一个与F2大小相等、方向相反的外力F1，即

设导线运动速度为v，由cd运动到c’d’所用时间为△t，那么导线由cd运动到c’d’外力所做的功为

所以，在B、L和v相互垂直时，导线作切割磁感应线运动产生的感应电动势为

式中 B——磁感应强度，单位是特[斯拉]，符号为T；

如果导线运动方向和磁场方向的夹角是α，如下图所示。

由于速度是矢量，可按矢量分解的方法将速度v分解成平行磁场方向的分量v1和垂直磁场方向的分量v2。v1对感应电动势不起作用，只有v2对感应电动势起作用。由于v2=vsinα，因此，在这种情况下，感应电动势的一般表达式为

由前面的分析可知

式中△Φ=——穿过闭合回路磁通的增量，单位是韦[伯]，符号为Wb；

△t——磁通增加了△函所用的时间，单位是秒，符号为s；

e——感应电动势，单位是伏[特]，符号为v。

电路中感应电动势的大小，跟穿过这个回路的磁通的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。

如果回路是多匝线圈，那么当磁通变化时，每匝线圈中都将产生感应电动势。因为线圈的匝与匝之间是相互串联的，整个线圈的总电动势就等于各匝所产生电动势之和。设线圈共有N匝，则

其中，Ψ=Φ1+Φ2+…+ΦN叫做线圈的磁链。如果穿过每匝线圈的磁通相同，即=Φ1=Φ2=…=ΦN，则Ψ=NΦ，

那么感应电动势为

【例题】把一个条形磁铁的N极，在1．5 S内从线圈的顶部一直插到底部，穿过每匝线圈的磁通改变了7．5 X 10-6Wb，线圈的匝数为600匝，求线圈中感应电动势的大小。若线圈与外电路连接成闭合回路，回路的总电阻R为50Ω，求感应电流的大小。

解：由电磁感应定律可求感应电动势为

回路中的感应电流为

[复习与巩固]

1、复述本节要点

[作业] 略

课后语