高中物理《法拉第电磁感应定律(吴亚梅)》最新PPT课件
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物理人教版(2019)选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律(共55张ppt)
物理意义
磁通量Ф
磁通量变化△Ф
磁通量变化率ΔΦ/Δt
某一时刻穿过回路的磁
感线的条数
一段时间内穿过回路的
磁通量的变化了多少
穿过回路的磁通量变化
的快慢
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
例1 如图，一个圆形线圈匝数n＝1000匝、面积S＝2×10－2 m2、电阻r＝1Ω。
在线圈外接一阻值R＝4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线
A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
小试牛刀
[针对训练5] 如图所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应强度为B的匀
人教版 高中物理必修三
2.2
法拉第电磁感应定律
温故知新
1、产生感应电流的条件
闭合电路
磁通量变化
2、楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化.
结论：增反减同、来拒去留、增缩减扩
图中电路中谁充当电源？ 磁通量变化的线圈。
从上往下看，图中线圈电流方向？ 逆时针
若图中电路断开，有没有电流？ 没有
电路不闭合时，电流为零，
电源电动势是否存在？
存在
电动势的
大小？
01
感应电动势
感应电动势
R
r
等效电路
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
2.产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合。
法拉第电磁感应定律ppt课件全
E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb，则：
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知：大，总电指阻针一偏定转时角，越E大越。大，I越
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈
中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2．磁通量变化越快，感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示，一个500匝的线圈的两 端跟R＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的 匀强磁场中，线圈的横截面积为20 cm2，电阻 为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图，求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大？
19
【解析】 由题图(b)知：线圈中磁感应强度 B 均匀 增加，其变化率ΔΔBt ＝(504－1s0)T＝10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔBt S＝500×10×20×10－4 V＝10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I＝R＋E r＝991＋0 1A＝0.1 A.
巩固练习
2．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动，穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1，当线圈处于如图2所示位置时，它的：
法拉第电磁感应定律课件
对于电磁感应中电势高低的判断，关键在于能否用等 效的观点分析问题，即寻找等效电源，然后结合电路 的知识加以判断．
(2)公式E＝Blvsinθ中的θ是v与B之间的夹角，当θ＝90°时E＝ Blv，因此导体垂直切割磁感线可以看成是导体不垂直切割磁 感线的一种特例．
如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的 绕向在图中已经表示．左线圈连着平行导轨M和N， 导轨电阻不计，在垂直导轨方向上放着金属棒ab，金 属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正 确的是( )
当 ab 棒向右做加速运动时，由右手定则知电流从 a→b， φa<φb；根据右手螺旋定则可判定右线圈磁感线从下而上穿 入，且磁通量逐渐变大，应用楞次定律判断右边的电路电流 为逆时针方向，即从 d→R→c→d.而在右线圈和 R 组成的电 路中，感应电流仅产生在线圈部分，这个线圈相当于电源， 由于电流是从 c 沿电源内部(右线圈)流向 d，所以，d 点电势 高于c点电势，故 D 项正确．
法拉第电磁感应定律
1．定义：当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电 流，则必然有电动势，此电动势叫感应电动势．
2．产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生 变化，电路中就会产生感应电动势．
3．产生感应电动势部分的电路特点
产生感应电动势的那部分电路相当于电源，属内电路，电流由电 势较低处流向电势较高处．一般分两种情况：一种是部分导体 在磁场中切割磁感线而成为电源；一种是导体围成的面积上有 磁通量的变化(如磁感应强度变化或有效面积变化)而成为电 源．
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点电势，c点电势高于d点 电势
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点电势，c点与d点为等电 势点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点电势，c点电势高于d点 电势
法拉第电磁感应定律 ppt课件
例2．导体ab处于匀强磁场中， 磁感应强度是B，长为L的导体 棒ab以速度v匀速切割磁感线， 求产生的感应电动势？
××× × a× ×
××
G×
v ××
××× × b×
×× ×a ×
×× ×× b
ΔΦ=BΔS ΔS=LvΔt
ΔΦ=BLvΔt
E Φ t
E=BLv
三、导体切割磁感线产生的大
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
E k t
E n t
电路中感应电动势的大 小，跟穿过这个电路的 磁通量的变化率成正比
取国际单位： V、Wb、s时， k=1
线圈由1匝 n匝
理解1：Ф 、ΔΦ、 ΔΦ/Δt 与感应电动势之间的关系
物理意义
磁通量Ф
磁通量变化
ΔΦ
E 闭合电路 感
I感
猜想：感应电动势的大小与什么因素有关？
讨论交流 感应电动势的大小跟哪些因素有关？
问题：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?
磁磁通通量量的的变变化化快率慢
Φ
t
相同
从条件上看 磁通量的变化量
不同 磁通量变化的快慢不同
从结果上看
都产生了E(I)
导线的长度L应为有效长度
例3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为d，金属棒 ab如图放置，在垂直于B的平面内运动，且速度v与L垂直，求金属棒 ab产生的感应电动势。
vB
R
d
E=Bdv/sinθ
θ
例4、在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与
杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金
高中物理选修3-2 第四章电磁感应-4.法拉第电磁感应定律(课件)(共79张PPT)
E=BLvsinθ，（θ指v与B的夹角）
这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷的公式， 需要注意：
（1）在公式E=BLv中，B,L,v三者两两垂直，导线的长 度L应为有效长度
（2）导线运动方向和磁感线平行时，E=0
穿过闭合电路磁通量的变化量为
ΔΦ=BΔS=BLvΔt 据法拉第电磁感应定律，得
E ΔΦ BLv Δt
C
N N1
v
D
M 图4.4-1
M1
问题： 当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ, 感应电动势可用上面的公式计算吗？
如图4.4-2所示，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,
导线的运动方向与导线本身是垂直的，但导体棒与磁感
N 答：有，因磁通量有变化
G ②有感应电流，是谁充当电源？
答：由恒定电流中学习可知，对比可知左图 中的虚线框部分相当于电源。 S
③上图中若电路是断开的，
N
有无感应电流电流？有无感 G 应电动势？
G
Er
答：电路断开,肯定无电流,但有电动势。
问题3、产生感应电动势的条件是什么？ 答：回路中的磁通量发生变化．
Δt 当线圈和磁场的夹角θ变化时则
E BS Δ(cosθ) Δt
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如图4.4-1所示电路，闭合电路一部分导体MN处于匀强 磁场中，磁感应强度为B，MN的长度为L,以速度v匀速 切割磁感线，求产生的感应电动势?
解析： 设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到M1N1,这时线 框面积的变化量为ΔS=LvΔt
2、探究影响感应电动势大小的因素
（1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关?
（2）探究要求：
①将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录
法拉第电磁感应定律课件
解析：根据法拉第电磁感应定律可 知，感应电动势的大小与磁通量的变化 率ΔΔΦt 成正比，与磁通量 Φ 及磁通量的 变化量 ΔΦ 没有必然联系.当磁通量 Φ 很大时，感应电动 势可能很小，甚至为 0.当磁通量 Φ 等于 0 时，其变化率 可能很大，产生的感应电动势也可能很大，而 ΔΦ 增大时， ΔΔΦt 可能减小，如图所示.t1 时刻，Φ 最大，但 E＝0，
第二章 电磁感应
电子感应加速 超速“电子眼” 器的原理是电 是利用电磁感 磁感应现象 应原理抓拍的
知识点一 影响感应电动势大小的因素 1.感应电动势. （1）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势. （2）电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 2.产生条件. 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化， 电路中就会有感应电动势产生.
解析：感应电动势公式 E＝ΔΔΦt 只能用来计算平均值， 利用感应电动势公式 E＝Blv 计算时，l 应是等效长度， 即垂直切割磁感线的长度.在闭合电路进入磁场的过程 中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知 感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确.根据左手定 则可以判断，CD 段受安培力向下，B 不正确.当半圆闭合 回路进入磁场一半时，等效长度最大为 a，这时感应电动
【典例 1】 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数 n＝ 1 000 匝，线圈面积 S＝200 cm2，线圈的电阻 r＝1 Ω，线 圈外接一个阻值 R＝4 Ω 的电阻，把线圈放入一方向垂直 于线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化 的规律如图乙所示，求：
（1）前 4s 内的感应电动势的大小及电阻 R 上消耗 的功率；
知识点三 导体切割磁感线时的感应电动势 1.如图所示电路中，闭合电路的一部 分导体 ab 处于匀强磁场中，磁感应强度 为 B，ab 切割磁感线的有效长度为 l，以 速度 v 匀速切割磁感线. （1）在 Δt 时间内导体棒由原来的位置运动到 a1b1， 线框面积的变化量是 ΔS＝lvΔt. （2）穿过闭合电路磁通量的变化量：ΔΦ＝BΔS＝ BlvΔt. （3）感应电动势的大小 E＝ΔΔΦt ＝Blv.
法拉第电磁感应定律课件
[名师点睛] (1)产生感应电动势的导体相当于电源，感应电动 势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等 效于电源的内阻。 (2)求解电路中通过的电荷量，一定要用平均电动 势和平均电流计算。
3．如图4－4－7(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线 圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直 于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的 关系图线如图4－4－7(b)所示，图线与横、纵轴的截距分 别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内
[关键一点] 反电动势是电动机转动时线圈切割磁感 线运动时产生的，电动机工作时，因有反电动势存在，所 以欧姆定律不能直接使用。
(1)由 E＝nΔΔΦt 可知，感应电动势 E 的大小正比于磁通 量的变化率ΔΔΦt ，而与磁通量 Φ、磁通量变化量 ΔΦ 及电路 的电阻大小无关。
(2)由 E＝nΔΔΦt 可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧 姆定律可求得电路中的平均电流－I ＝ER＝nΔΔt·ΦR。
ΔΦ
的多少
＝SΔB
物理量 单位 物理意义
计算公式
磁通量的 变化率ΔΔΦt
Wb/s
表示穿过某一 面积的磁通量 变化的快慢
B·ΔΔSt ΔΔΦt ＝ΔΔBt ·S
|Φ1－Φ2| Δt
[名师点睛] (1)Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 均与线圈匝数无关。 (2)磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ 很 大时，ΔΔΦt 可能很小，也可能很大；Φ＝0 时，ΔΔΦt 可能不为零。 (3)E＝nΔΔФt 只表示感应电动势的大小，不涉及正负，计 算时 ΔΦ 应取绝对值，而感应电流的方向应由楞次定律确定。
法拉第电磁感应定律
高中物理法拉第电磁感应定律课件
法拉第电磁感应定律的原 理
变化的磁场产生电场
总结词
变化的磁场会产生电场，这是法 拉第电磁感应定律的核心内容。
详细描述
根据法拉第的实验和理论，当磁 场发生变化时，会在导体中产生 电动势，从而产生电流。这个现 象称为电磁感应。
产生感应电动势的条件
总结词
要产生感应电动势，需要有两个条件同时满足：一是导体处于变化的磁场中，二 是导体是闭合电路的一部分。
详细描述
当导体在变化的磁场中时，导体中的电子受到洛伦兹力的作用，从而在导体中产 生电流。如果导体不是闭合电路的一部分，则产生的电流将会消失。
感应电动势的大小计算
总结词
感应电动势的大小与磁通量的变化率 成正比，这是法拉第电磁感应定律的 定量表述。
详细描述
根据法拉第电磁感应定律，感应电动 势的大小计算公式为 e = -dΦ/dt，其 中 e 是感应电动势，Φ 是磁通量，t 是时间。这个公式表明，感应电动势 的大小与磁通量的变化率成正比。
THANKS
磁悬浮列车的原理
总结词
磁悬浮列车利用法拉第电磁感应定律实 现列车与轨道的分离。
VS
详细描述
磁悬浮列车通过强大的磁场产生推力，使 列车与轨道之间保持一定距离。当列车向 前运动时，车体下方的线圈会产生感应电 动势，与轨道磁场相互作用产生推力，使 列车前进。同时，磁悬浮列车采用非接触 式设计，减少了摩擦和磨损，提高了运行 效率和安全性。
磁通量与感应电动势的关系
总结词
磁通量的变化是产生感应电动势的必 要条件，而感应电动势的大小则与磁 通量的变化率有关。
详细描述
磁通量是描述磁场分布的物理量，当 磁通量发生变化时，会在导体中产生 感应电动势。感应电动势的大小则取 决于磁通量变化的快慢程度。
《法拉第电磁感应定律》ppt课件
研究新材料和新技术在法拉第电磁感应定律中的应用，如 超导材料、纳米材料、石墨烯等，探索其在提高电磁感应 效应和推动技术革新方面的潜力。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
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THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。
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切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLvLeabharlann 适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于
B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动
势。
a
E=BLVsinθ
θ
v b
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边
长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方
向转动。求:
0ω
(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势
长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方
向转动。求:
0ω
思考: 转动1周的过程中ab边产生的感 a
应电动势哪个时刻最大?哪个时
刻最小?
b
d B c 0'
N
反电动势
2.磁通量变化大， 电动势一定大吗？
二、法拉第电磁感应定律
1.内容： 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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
1.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈，在0.5s内穿过它的磁感应 强度从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
二、法拉第电磁感应定律
1.内容： 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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
磁通量Ф
变化量△Ф
变化率ΔΦ/Δt
物理意义
穿过回路的磁感线 的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通量 变化的快慢
思考：
1.磁通量大， 电动势一定大吗？
只有B变化： E n ΔB S Δt
1.6V
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
2.如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀
速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合
时开始计时,则在金属环转过
300角的过程中，环中产生的
5.如图所示闭合线框一部分导体ab长 l ,处于匀强磁场中，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多大？
拓展 若ab导线以加速度a由静止沿
轨道匀加速直线运动，则2s内的平均
R
感应电动势和2s末的瞬时感应电动势
a vt I lv
分别为多大？
b
感应电动势：E n t
类比
:
如何表示速度的变化快慢？
速度的变化率：a v
t
二、法拉第电磁感应定律
1.内容：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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
E t
E k t
E n t
S
N R
国际单位制 k=1
线圈由n匝
0
D
v/m/s
D.线圈中0到D时间内平均感应电动势为1.2V 2
1
0
D
t/s
0.1
t/s
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
4.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一单匝矩形线框,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:
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
B v1 E BLv1 BLv sin
θ
L
v
v2
v
v
注意：
1.导线运动方向和磁感线平行时, E=0
2.导线的长度L应为有效长度
感应电动势：E n t
(1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势。
0ω
E 2BL1L2
a
d
B
b
c 0'
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
3.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一单匝矩形线框,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:
o
电动势的平均值是多大?
E 3Bωr2
B
o’
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
3.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀斜速率转表动示， Φ 转轴垂直于磁场。若线圈所围的面积变里化率
Φ/10-2Wb 2
1 磁通量随时间变化的规律如图所示,则：
AB
A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为零 C.线圈中D时刻感应电动势最大
法拉第电磁感应定律
感应电动势（E感）
N
M
IN R
E
r
N
φ变化
M I
R
S
N
E感
电路 闭合
I感
阻碍
I感
E感 R总
B感
猜想 感应电动势的大小与什么因素有关？
:
实验一
实验三
实验二
结论：磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
如何表示磁通量的变化快慢？
磁通量的变化率：
2
- 1
t t2 - t1
a
(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势.
E BLvsin nBL1L2 sin
b
2
d B c 0'
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边
(1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势。
0ω
E 2BL1L2
(2)线圈转过1/2周的过程 的平均感应电动势。
E 2BL1L2
a
d
B
b
c 0'
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬 E平=BLv E瞬=BLv
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
3.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.
A' ω
E 1 BL2
2
A O
感应电动势：E n t
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLvLeabharlann 适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于
B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动
势。
a
E=BLVsinθ
θ
v b
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边
长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方
向转动。求:
0ω
(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势
长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方
向转动。求:
0ω
思考: 转动1周的过程中ab边产生的感 a
应电动势哪个时刻最大?哪个时
刻最小?
b
d B c 0'
N
反电动势
2.磁通量变化大， 电动势一定大吗？
二、法拉第电磁感应定律
1.内容： 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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
1.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈，在0.5s内穿过它的磁感应 强度从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
二、法拉第电磁感应定律
1.内容： 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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
磁通量Ф
变化量△Ф
变化率ΔΦ/Δt
物理意义
穿过回路的磁感线 的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少
穿过回路的磁通量 变化的快慢
思考：
1.磁通量大， 电动势一定大吗？
只有B变化： E n ΔB S Δt
1.6V
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
2.如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀
速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合
时开始计时,则在金属环转过
300角的过程中，环中产生的
5.如图所示闭合线框一部分导体ab长 l ,处于匀强磁场中，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多大？
拓展 若ab导线以加速度a由静止沿
轨道匀加速直线运动，则2s内的平均
R
感应电动势和2s末的瞬时感应电动势
a vt I lv
分别为多大？
b
感应电动势：E n t
类比
:
如何表示速度的变化快慢？
速度的变化率：a v
t
二、法拉第电磁感应定律
1.内容：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.数学表达式 E n （n：线圈匝数） t
E t
E k t
E n t
S
N R
国际单位制 k=1
线圈由n匝
0
D
v/m/s
D.线圈中0到D时间内平均感应电动势为1.2V 2
1
0
D
t/s
0.1
t/s
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
4.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一单匝矩形线框,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:
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
B v1 E BLv1 BLv sin
θ
L
v
v2
v
v
注意：
1.导线运动方向和磁感线平行时, E=0
2.导线的长度L应为有效长度
感应电动势：E n t
(1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势。
0ω
E 2BL1L2
a
d
B
b
c 0'
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
3.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一单匝矩形线框,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:
o
电动势的平均值是多大?
E 3Bωr2
B
o’
感应电动势：E n t
ф的平均变化率对应于E平 ф的瞬时变化率对应于E瞬
3.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀斜速率转表动示， Φ 转轴垂直于磁场。若线圈所围的面积变里化率
Φ/10-2Wb 2
1 磁通量随时间变化的规律如图所示,则：
AB
A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为零 C.线圈中D时刻感应电动势最大
法拉第电磁感应定律
感应电动势（E感）
N
M
IN R
E
r
N
φ变化
M I
R
S
N
E感
电路 闭合
I感
阻碍
I感
E感 R总
B感
猜想 感应电动势的大小与什么因素有关？
:
实验一
实验三
实验二
结论：磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
如何表示磁通量的变化快慢？
磁通量的变化率：
2
- 1
t t2 - t1
a
(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势.
E BLvsin nBL1L2 sin
b
2
d B c 0'
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
2.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边
(1)线圈转过1/4周的过程 中的平均感应电动势。
0ω
E 2BL1L2
(2)线圈转过1/2周的过程 的平均感应电动势。
E 2BL1L2
a
d
B
b
c 0'
感应电动势：E n t
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬 E平=BLv E瞬=BLv
切割 情况
E=BLv
ф的平均变化率对应于E平
ф的瞬时变化率对应于E瞬
E平=BLv
1.匀强磁场
E瞬=BLv
适用条件： 2.B、L、v
两两垂直
3.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.
A' ω
E 1 BL2
2
A O
感应电动势：E n t