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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
Blvsin θ . 图2
三、反电动势 1.电动机转持原来的转动就必须向电动机提供电能， 电能转化为 其他形式能 . 2.若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有 了 反电动势 ，线圈中电流会很大，可能会把电动机烧毁，这时 应立即 切断电源，进行检查.
的感应电动势多大？回路中的电流为多少？
解析 夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路 中的感应电动势. 3 s 末时刻，夹在导轨间导体的长度为：
l＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30°m＝5 3 m 此时：E＝Blv＝0.2×5 3×5 V＝5 3 V 电路电阻为 R＝(15＋5 3＋10 3)×0.2 Ω≈8.196 Ω 所以 I＝ER≈1.06 A 答案 5 3 m 5 3 V 1.06 A
2.实际应用不同 E＝nΔΔΦt 应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便；E ＝Blvsin θ 应用于导线切割磁感线所产生的感应电动势较方便. 3.E 的意义不同 E＝nΔΔΦt 求的一般是平均感应电动势，但当 Δt→0 时，E＝nΔΔΦt 可 表示瞬时感应电动势；E＝Blv 一般求的是瞬时感应电动势，当 v
(2)前5 s内的平均感应电动势的大小. 解析 前5 s内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1′ ＝S(B2′－B1′)＝200×10－4×(0.2－0.2) Wb＝0. 由法拉第电磁感应定律 E′＝nΔΦΔt′＝0. 答案 0
二、导体切割磁感线时的感应电动势 公式E＝Blvsin θ的理解 (1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来 求导体做切割磁感线运动时的感应电动势.若B、l、v两两垂 直，则E＝Blv.
(2)式中l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，即导体在 与v垂直方向上的投影长度.如图5甲中，感应电动势E＝Blv＝ 2Brv≠Bπrv(半圆弧形导线做切割磁感线运动).在图乙中，感 应电动势E＝Blvsin θ≠Blv.
三、反电动势 1.电动机转持原来的转动就必须向电动机提供电能， 电能转化为 其他形式能 . 2.若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有 了 反电动势 ，线圈中电流会很大，可能会把电动机烧毁，这时 应立即 切断电源，进行检查.
的感应电动势多大？回路中的电流为多少？
解析 夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路 中的感应电动势. 3 s 末时刻，夹在导轨间导体的长度为：
l＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30°m＝5 3 m 此时：E＝Blv＝0.2×5 3×5 V＝5 3 V 电路电阻为 R＝(15＋5 3＋10 3)×0.2 Ω≈8.196 Ω 所以 I＝ER≈1.06 A 答案 5 3 m 5 3 V 1.06 A
2.实际应用不同 E＝nΔΔΦt 应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便；E ＝Blvsin θ 应用于导线切割磁感线所产生的感应电动势较方便. 3.E 的意义不同 E＝nΔΔΦt 求的一般是平均感应电动势，但当 Δt→0 时，E＝nΔΔΦt 可 表示瞬时感应电动势；E＝Blv 一般求的是瞬时感应电动势，当 v
(2)前5 s内的平均感应电动势的大小. 解析 前5 s内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1′ ＝S(B2′－B1′)＝200×10－4×(0.2－0.2) Wb＝0. 由法拉第电磁感应定律 E′＝nΔΦΔt′＝0. 答案 0
二、导体切割磁感线时的感应电动势 公式E＝Blvsin θ的理解 (1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来 求导体做切割磁感线运动时的感应电动势.若B、l、v两两垂 直，则E＝Blv.
(2)式中l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，即导体在 与v垂直方向上的投影长度.如图5甲中，感应电动势E＝Blv＝ 2Brv≠Bπrv(半圆弧形导线做切割磁感线运动).在图乙中，感 应电动势E＝Blvsin θ≠Blv.
法拉第电磁感应定律 课件
[解析] MN 滑过的距离为L3时，如图甲所示，它与 bc 的接触点为 P， 等效电路图如图乙所示。
由几何关系可知 MP 长度为L3，MP 中的感应电动势 E＝13BLv MP 段的电阻 r＝13R MacP 和 MbP 两电路的并联电阻为 r 并＝1313×＋2323R＝29R 由欧姆定律，PM 中的电流 I＝r＋Er并
别 某段导体的感应电动势不一定为零 感线时产生的感应电动势
由于是整个电路的感应电动势，因此 电源部分不容易确定
是由一部分导体切割磁感线的运 动产生的，该部分导体就相当于 电源
联 公式 E＝nΔΔΦt 和 E＝Blvsin θ 是统一的，当 Δt→0 时，E 为瞬时感应电动 系 势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，
甲
乙
丙
(4)该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时。 (5)当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，是 线性增加的，所以导体运动的平均速度为 v ＝0＋2ωl＝ω2l，由公式 E＝Bl v 得，E＝Blω2l＝12Bl2ω。
(6)公式中的 v 应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场 运动时，也有电磁感应现象产生。
[答案] (1)n3πRBt00r22 电流由 b 向 a 通过 R1 (2)nπ3BR0tr022t1
【总结提能】 解决与电路相联系的电磁感应问题时，关键是求出回路的感应电动 势，有时候还要正确画出等效电路图，或将立体图转换为平面图。
[典例] 如图所示，直角三角形导线框 abc 固定在匀强磁场中，ab 是 一段长为 L、电阻为 R 的均匀导线，ac 和 bc 的电阻可不计，ac 长度为L2。 磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。现有一段长度为L2，电阻为R2 的均匀导体棒 MN 架在导线框上，开始时紧靠 ac，然后沿 ab 方向以恒定 速度 v 向 b 端滑动，滑动中始终与 ac 平行并与导线框保持良好接触，当 MN 滑过的距离为L3时，导线 ac 中的电流为多大？方向如何？
法拉第电磁感应定律(优质课)
三、导体切割磁感线时的感应电动势
i.如图所示,导体ab长度为L,磁感应强度是B,ab以 速度v匀速切割磁感线,则棒中感应电动势E= :
回路在时间△t内增大的面积为：
s lvt
穿过回路的磁通量的变化为：
× × × × × × × × × × × ×
G × × × × × × × × × × × ×
返 回
四、反电动势
此电动势阻碍电路中原 来的电流. 故称之为反电动势
V
另外：（1） 如果电动机工作中由于机械阻力 过大而停止转动，这时没有了反电动势，电阻 很小的线圈直接接在电源两端，电流会很大， 很容易烧毁电动机。 （2） 当电动机所接电源电压比正常电压 低很多时，此时 反电动势波形图 电动机线圈也不转动，无反电动势产生，电动 机也很容易烧坏。
四、反电动势
电动机转动时，线圈中会产生感应电动势， 这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用， 称为反电动势。
说明：1.反电动势有阻碍线圈转
动的作用，如果线圈要维持原 来的运动（动能），电源就要 向电动机提供电能。
N
2如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动， 这时没有了反电动势，电阻很小的线圈直接接在电源两 端，电流会很大，很容易烧毁电动机。 3当电动机所接电源电压比正常电压低很多时，此 时 电动机线圈也不转动，无反电动势产生，电动机也 很容易烧坏。
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 D、线圈中0到D时间内平均 感应电动势为0.4V
返回 Φ/10-2Wb
2
1
0 A B D
t/s
0.1
例：如图所示，一个50匝的线圈的两端跟 R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强 磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为 1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减 少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？ 解析：
法拉第电磁感应定律 课件
利用法拉第电磁感应定律求出的感应电动势是平均值还是瞬时值?如
何结合Φ t 图象求解感应电动势?
Δ
提示:在高中阶段,利用公式 E=n Δ 求出的电动势是在Δt 时间内的平均
感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当Δt→0 时,它所表达的才
Δ
是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率 Δ 可以从分析
Φ t 图象上某点切线的斜率求解。
●名师精讲●
1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率
Δ
,而与
Δ
Φ的
大小、ΔΦ 的大小没有必然联系。
2.磁通量的变化率
s 时,
Δ
=0,t=0、0.2
Δ
Δ
是
Δ
Φ t 图象上某点切线的斜率。如图所示,t=0.1
s、0.4 s、0.6 s 时图线斜率最大,即
E=n
Δ
。
Δ
【例题 2】 一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈放在磁场中,磁场的方
向与线圈平面垂直,若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T,在此过
程中穿过线圈的磁通量的变化量是
Wb;磁通量的平均变化率是
Wb/s;线圈中的平均感应电动势的大小是
V。
解析:磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式
Δ
表示。
Δ
用
(2)意义:用来描述磁通量变化快慢的物理量。
2.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)表达式:若为单匝线圈 E=
Δ
;若为
Δ
n 匝线圈,则 E=n
Δ
。
何结合Φ t 图象求解感应电动势?
Δ
提示:在高中阶段,利用公式 E=n Δ 求出的电动势是在Δt 时间内的平均
感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当Δt→0 时,它所表达的才
Δ
是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率 Δ 可以从分析
Φ t 图象上某点切线的斜率求解。
●名师精讲●
1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率
Δ
,而与
Δ
Φ的
大小、ΔΦ 的大小没有必然联系。
2.磁通量的变化率
s 时,
Δ
=0,t=0、0.2
Δ
Δ
是
Δ
Φ t 图象上某点切线的斜率。如图所示,t=0.1
s、0.4 s、0.6 s 时图线斜率最大,即
E=n
Δ
。
Δ
【例题 2】 一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈放在磁场中,磁场的方
向与线圈平面垂直,若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T,在此过
程中穿过线圈的磁通量的变化量是
Wb;磁通量的平均变化率是
Wb/s;线圈中的平均感应电动势的大小是
V。
解析:磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式
Δ
表示。
Δ
用
(2)意义:用来描述磁通量变化快慢的物理量。
2.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)表达式:若为单匝线圈 E=
Δ
;若为
Δ
n 匝线圈,则 E=n
Δ
。
法拉第电磁感应定律(市公开课)要点课件
在应用法拉第电磁感应定律的数学公式时，需要注意 公式的适用范围和限制条件。公式适用于所有电磁感 应现象，但对于非线性电路、交流电路以及有阻尼的 情况需要进行特殊处理。此外，公式的成立还与导体 的种类、导体的运动状态等因素有关。
法拉第电磁感应定律的数学公式适用于所有电磁感应 现象，但在实际应用中需要考虑公式的适用范围和限 制条件。对于非线性电路和交流电路等复杂情况，需 要结合其他电路理论和数学知识进行综合分析。此外 ，当导体线圈中有阻尼存在时，感应电动势的大小和 方向也会受到影响。因此，在具体应用法拉第电磁感 应定律时，需要根据实际情况进行具体分析和处理。
01
CATALOGUE
法拉第电磁感应定律的概述
定律的起源和历史背景
01
19世纪初的科学家迈克尔·法拉第 经过长期实验研究，于1831年发 现了电磁感应现象，为电磁学的 发展奠定了基础。
02
法拉第的研究成果在当时引起了 极大的轰动，推动了电磁学理论 的进一步发展。
法拉第电磁感应定律的基本概念
当一个导体线圈中的磁通量发生变化 时，会在导体线圈中产生感应电动势 ，这种现象称为电磁感应。
03
CATALOGUE
法拉第电磁感应定律的实验验 证
实验目的和实验原理
实验目的
验证法拉第电磁感应定律，加深 对电磁感应现象的理解。
实验原理
基于法拉第电磁感应定律，当一 个导体回路在变化的磁场中时， 会在回路中产生电动势，从而产 生电流。
实验设备和实验步骤
实验设备：电磁铁、线圈、电流表、电源等。
随着科技的不断发展，法拉第电磁感 应定律有望在更多领域得到应用，如 生物医学工程、新能源等领域。
理论深化研究
未来将进一步深入研究法拉第电磁感 应定律背后的物理机制，以揭示更深 层次的物理规律。
4.4法拉第电磁感应定律 公开课-课件
法拉第电磁感应定律
复习回顾：
1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
闭合电路中的磁通量发生变化
2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？
由于闭合回路中的面积变化引起磁通量变化
ΔΦ = Φ2-Φ1 = B ΔS
由于闭合回路中的磁感应强度变化引起磁通量变化
ΔΦ = Φ2-Φ1 = ΔBS
B V1=Vsinθ
θ v V2 =Vcosθ
说明：
E BLv 1 BLv sin
（θ为v与B夹角）
1、V方向和B平行时，θ=0 ，E=0 2、速度V为平均值，E就为平均值. 速度V为瞬时值，E就为 瞬时值. 3、导线的长度 L应为有效长度
例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为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。
总结：
感应电动势的有无，完全 取决于穿过闭合电路中的磁通 量是否发生变化，与电路的通 断，电路的组成是无关的。
探究项目：影响感应电动势大小的因素
我们怎样能够感知到感应电动势的大小？
电流表偏转的角度
探究项目：影响感应电动势大小的因素
等效
电流表指针的偏转角度与感应电动势 的大小有什么关系呢？
探究项目：影响感应电动势大小的因素
电路中产生持续电流的条件是什么？
（1）电路闭合 （2）有电源
等效
存在感应电流必然存在对应的电动势；
物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生 的电动势叫做感应电动势。
当开关断开后，电路中是否有电流呢？ 电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？
当导线断开后，电路中是否还有电流呢？ 线圈内的感应电动势还存在吗？
猜 想： 可能与什么因素有关
复习回顾：
1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
闭合电路中的磁通量发生变化
2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？
由于闭合回路中的面积变化引起磁通量变化
ΔΦ = Φ2-Φ1 = B ΔS
由于闭合回路中的磁感应强度变化引起磁通量变化
ΔΦ = Φ2-Φ1 = ΔBS
B V1=Vsinθ
θ v V2 =Vcosθ
说明：
E BLv 1 BLv sin
（θ为v与B夹角）
1、V方向和B平行时，θ=0 ，E=0 2、速度V为平均值，E就为平均值. 速度V为瞬时值，E就为 瞬时值. 3、导线的长度 L应为有效长度
例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为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。
总结：
感应电动势的有无，完全 取决于穿过闭合电路中的磁通 量是否发生变化，与电路的通 断，电路的组成是无关的。
探究项目：影响感应电动势大小的因素
我们怎样能够感知到感应电动势的大小？
电流表偏转的角度
探究项目：影响感应电动势大小的因素
等效
电流表指针的偏转角度与感应电动势 的大小有什么关系呢？
探究项目：影响感应电动势大小的因素
电路中产生持续电流的条件是什么？
（1）电路闭合 （2）有电源
等效
存在感应电流必然存在对应的电动势；
物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生 的电动势叫做感应电动势。
当开关断开后，电路中是否有电流呢？ 电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？
当导线断开后，电路中是否还有电流呢？ 线圈内的感应电动势还存在吗？
猜 想： 可能与什么因素有关
《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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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。
法拉第电磁感应定律(含视频)教学课件(28张PPT)高中物理鲁科版(2019)选择性必修第二册
产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路 （2）磁通量变化 ，即：△Φ≠0
1、感应电动势
试比较甲、乙两电路中电流产生的原因
S
A
甲E
乙
NE
产生电动势的那部 分导体相当于电源
在电磁感应现象中产Hale Waihona Puke 的电动势叫感应电动势电源？
电流表指针为什么会偏转？
Φ变化
产生E
有I
电流表指针偏转角的大小和哪些因素有关
E n 2 1
t
导体切割磁感线时的感应电动势
回路在时间Δt内增大的面积为 ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS=BLvΔt
× × a× × × ×a ×
×××××
G× × × v× × × ×
×××××
b
b
产生的感应电动势为： E BLvt
t
t
匀强磁场
平均速度或瞬时速度 L应为切割磁感线的有效长度
E BS BL2 8104 V t 2 2
如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一 金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m， 角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？
解法2：取棒中点的速度代表棒的平均速度
E
Blv中
BL
L
【解析】 AB切割磁感线相当于电源，其等效电路如图所示， E＝Blv＝0.2×0.5×10 V＝1 V
由闭合电路欧姆定律得I＝R＋E r R1、R2并联，由并联电路电阻关系得R1＝R11＋R12 解得：R＝RR1＋1RR2 2＝1.0 Ω，IAB＝I＝0.5 A
因为R1＝R2，所以流过R1的电流为I1＝2I ＝ 0．25 A. 【答案】 0.25 A
1、感应电动势
试比较甲、乙两电路中电流产生的原因
S
A
甲E
乙
NE
产生电动势的那部 分导体相当于电源
在电磁感应现象中产Hale Waihona Puke 的电动势叫感应电动势电源？
电流表指针为什么会偏转？
Φ变化
产生E
有I
电流表指针偏转角的大小和哪些因素有关
E n 2 1
t
导体切割磁感线时的感应电动势
回路在时间Δt内增大的面积为 ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS=BLvΔt
× × a× × × ×a ×
×××××
G× × × v× × × ×
×××××
b
b
产生的感应电动势为： E BLvt
t
t
匀强磁场
平均速度或瞬时速度 L应为切割磁感线的有效长度
E BS BL2 8104 V t 2 2
如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一 金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m， 角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？
解法2：取棒中点的速度代表棒的平均速度
E
Blv中
BL
L
【解析】 AB切割磁感线相当于电源，其等效电路如图所示， E＝Blv＝0.2×0.5×10 V＝1 V
由闭合电路欧姆定律得I＝R＋E r R1、R2并联，由并联电路电阻关系得R1＝R11＋R12 解得：R＝RR1＋1RR2 2＝1.0 Ω，IAB＝I＝0.5 A
因为R1＝R2，所以流过R1的电流为I1＝2I ＝ 0．25 A. 【答案】 0.25 A
法拉第电磁感应定律 课件
(多匝
导体切割磁感线时的感应电动势
1.导体棒垂直于磁场运动，B、l、v 两两垂直时如图 所示，E＝ Blv .
2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向 夹角为 θ 时，如图所示，E＝ Blvsinθ .
反电动势
1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产 生的 削弱 电源电动势作用的电动势．
化量 ΔΦ
Wb 化的多少
磁通量的变 化率ΔΦ Δt
Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢
二、导线切割磁感线时的感应电动势 1．公式 E＝Blvsinθ. 2．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通 常用来求导体运动速度为 v 时的瞬时电动势，若 v 为平均 速度，则 E 为平均电动势． 3．当 B、l、v 三个量方向相互垂直时，E＝Blv；当 有任意两个量的方向平行时，E＝0.
计算 求得的是 Δt 内的平均感 求得的是某一时刻的瞬时
结果 应电动势
感应电动势
E＝nΔΔΦt
E＝Blvsinθ
用于磁感应强度 B 变化所
区 适用
用于导体切割磁感线所产
产生的电磁感应现象(磁场
别 情景
生的电磁感应现象(切割型)
变化型)
联系
E＝Blvsinθ 是由 E＝nΔΔΦt 在一定条件下推导出来的，该 公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论
所以整个线圈中的电动势为 E＝nΔΔΦt .
注意：产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感
应电动势即该电源的电动势．
3．磁通量 Φ，磁通量的变化量 ΔΦ 与磁通量变化率ΔΔΦt 的比较.
物理量 单位
物理意义
磁通量 Φ
表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁 Wb
高中物理《法拉第电磁感应定律》优质教学课件
跟踪练习 3 如图所习示，垂直纸面向里的匀
强磁场的区域宽度为 2a ，磁感应强度的大
小为 B 。一边长为 a 、电阻为 4R 的 正方
形 均匀导线框 ABCD 从图示位置开始向右
以 速度 v 匀速穿过磁场区域，图中线框 A
、两端B 电压 UAB 与线框移动距离的关系图象
x
正确 的 是 （
）
法拉第电磁感应定律
解 得
I 2 10 4 A
法拉第电磁感应定律 复
跟踪练习 1 关于电习磁感应产生感应电动势大小的正确表述是
(AD )
A ．穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有
可能很大
B ．穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大 C ．穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定
越大
两 点间的电势差为多大（ ）
A 4U B 2U C U/4 D U/2
法拉第电磁感应定律复 综合练习 2 如图所习示，一个电阻值为 R 、匝数为 n 的圆形金属
圈线与阻值为 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 的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁
法拉第电磁感应定律
跟踪练复习 2 如图所示习，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路
虚。线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场。回路以速度 v 向右
匀速进入磁场，直径 CD 始终与 MN 垂直 , 从 D 点到达边界开
始到 C 点进入磁场为止。下列结A论C正D确的是
)
( A ．感应电流方向不变
保持导体棒不动，加竖直方向的匀强磁场，磁感应强度随
时间变化规律如图所示。则感应电流的方向a ？
大小如何
法拉第电磁感应定律 课件
[典例] 如图 4-4-6 所示，边长为 0.1 m 的正方形线圈 ABCD 在大小为 0.5 T 的匀强磁 场中以 AD 边为轴匀速转动。初始时刻线圈平 面与磁感线平行，经过 1 s 线圈转了 90°，求： 图 4-4-6
(1)线圈在 1 s 时间内产生的感应电动势的平均值。 (2)线圈在 1 s 末时的感应电动势大小。 [解析] 初始时刻线圈平面与磁感线平行，所以穿过 线圈的磁通量为零，而 1 s 末线圈平面与磁感线垂直，磁 通量最大，故有磁通量变化，有感应电动势产生。
法拉第电磁感应定律
一、电磁感应定律 1．感应电动势 (1)在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感 应电动势的那部分导体相当于电源 。 (2)在电磁感应现象中，若 闭合 导体回路中有感应电流，电 路就一定有感应电动势；如果电路 断开 ，这时虽然没有感应电 流，但感应电动势依然存在。
2．法拉第电磁感应定律
(1)根据 E＝ΔΔΦt 可得在转过 90°的过程中产生的平均 感应电动势 E＝ΔΔΦt ＝0.5×0.1×0.1 V＝0.005 V。
(2)当线圈转了 1 s 时，恰好转了 90°，此时线圈的速 度方向与磁感线的方向平行，线圈的 BC 段不切割磁感线 (或认为切割磁感线的有效速度为零)，所以线圈不产生感应 电动势，E′＝0。
向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内
均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不
变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。
先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为
()
A．12
B．1
C．2
D．4
[思路点拨] 线框位于匀强磁场中，磁通量发生均匀变 化，根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小。
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Φ/10-2Wb
2
1
0 ABD
t/s 0.1
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4、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈 垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从 1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
解：由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt① ΔΦ＝ ΔＢ×Ｓ② 由① ②联立可得E=n ΔＢ×Ｓ/Δt 代如数值可得Ｅ＝１６Ｖ
产生感应电流的条件是什么？
（1）闭合回路
（2）磁通量变化
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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）.
（1）感应电动势产生条件：磁通量发生改变
电磁感应现象的本质---感应电动势，
入线圈
偏转角度
，
两根磁铁快速插 大
入线圈
控制 ΔΦ 相同
两根磁铁快速插 入线圈
两根磁铁缓慢插 入线圈
比较电流计偏转情况：
偏转角度 大
ΔΦ 相同时：
.
___________________________ _______________________
结论：
（1） 当ΔΦ 越大，Δt 相同，E感越大。 （2）当ΔΦ相同， Δt 越小， E感越大。
t
叫磁通量的变 化率，表示磁通量变化的
快 慢，
综合可知：当 t
越大时， E感越大。
___________________________ _______________________
实验检验（演示）
进一步猜想：E ΔΦ
Δt ___________________________
_______________________
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课堂小结：
1、感应电动势 （1）概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫感
应电动势（E）.
（2）感应电动势产生条件：磁通量发生改变
2、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
这一电路的磁通量变化率成正比 。 （2）表达式：E n Φ
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3、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴 垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变 化的规律如图所示，则：( ABD ) 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 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V
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3、定律的理解
归纳:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
磁通量Ф=BS
磁通量变化
△Ф=Ф2 一 Ф1
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
物理意义
与电磁感应关系
穿过回路的磁感 线的条数多少
无直接关系
穿过回路的磁通 产生感应电动
量变化了多少
势的条件
穿过回路的磁通 决定感应电动
量变化的快慢
势的大小
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四、针对训练：
2．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（ C ）
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
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二、探究：影响感应电动势大小的因素
从演示的实验、感应电动 势的产生做出合理的猜想
学生猜想：（1） ΔΦ （2）Δt
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t
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实验探究：探究E感与ΔΦ、Δt关系
实验探究一、控制Δt相同，探究E感与ΔΦ的关系 实验探究二、控制 ΔΦ相同，探究E感与Δt的关系
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二、实验探究：
实验步骤
实验现象
实验结论
控制Δt相同， 一根磁铁快速插 比较电流计偏转情况： Δt相同时：
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3、定律的理解 理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
思考训练：
关于电磁感应，下述说法中正确的是( D ) 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
人教版 高中物理选修3-2 第四章：电磁感应 第2节
定南县第二中学 彭金福 2017.12
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图片导入 长江三峡水电站
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三、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 一电路的磁通量变化率成正比 。
物理史
纽曼、韦伯分别在1845和1846年根据大量的
实验和严密的推理，给出感应电动势大小的
规律，把荣誉归于法拉第对电磁感应丰富的、
开创性的研究。法拉第坚持10年，始终坚信。
终于1831年发现了具有划时代意义的电磁感
应现象。
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2、定律表达式的推演过程
E Φ t
E K Φ (K是比例常数)
t
当k=1, E=
t
E n Φ (n为线圈的匝数) t
E n Φ t
说明： 1、这个公式是法拉第电磁感应定律的一般表达式； 2、单位：1V=1Wb/s 3、公式中的ΔΦ取绝对值，不涉及正负； 4、E表示Δt内的平均感应电动势