4.4法拉第电磁感应定律--课件
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法拉第电磁感应定律 课件
猜想或假设
感应电动势E的大小与磁通量的变化量△φ有关。
也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。
也就是与磁通量变化的快慢有关（而磁 通量变化的快慢可以用磁通量的变化率
表示△φ/ △t ）
实验中： 导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动 的速度越快、磁体的磁场超强，产生的感应 电流越大
P47图3.1-3实验中：
的感应电动势为
E
=
n
DF Dt
实际工作中,为了获得较大的感 应电动势,常常采用几百匝甚至几千 匝的线圈
补充：导线切割磁感线时的感应电动势．
如 图 所 示 ， 导 体 由 ab 以 v 匀 速 移 动 到 a1b1 ， 这 一 过 程 中 穿 过 闭 合 回 路 的 磁 通 量 变 化 =BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E
=
DF Dt
=
பைடு நூலகம்
BLv
三．电磁感应现象中能量是守恒的 法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的
产生一定以消耗其他形式的能量为代价的. 今天,我们使用的电能从各种形式的能转
化而来:水力发电,风力发电,火力发电……
小结：
一、法拉第电磁感应定律
E
=
n
DF Dt
单位 E 瓺 V F 瓺 Wb t s
二、电磁感应现象中能量是守恒的
向线圈插入条形磁铁， 磁铁的磁场越强、插入的 速度越快，产生的感应电 流就越大
现象
1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,
感应电流就越大,表明感应电动势越大。
2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t
越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化△φ 和所用时间△t都有关.
感应电动势E的大小与磁通量的变化量△φ有关。
也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。
也就是与磁通量变化的快慢有关（而磁 通量变化的快慢可以用磁通量的变化率
表示△φ/ △t ）
实验中： 导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动 的速度越快、磁体的磁场超强，产生的感应 电流越大
P47图3.1-3实验中：
的感应电动势为
E
=
n
DF Dt
实际工作中,为了获得较大的感 应电动势,常常采用几百匝甚至几千 匝的线圈
补充：导线切割磁感线时的感应电动势．
如 图 所 示 ， 导 体 由 ab 以 v 匀 速 移 动 到 a1b1 ， 这 一 过 程 中 穿 过 闭 合 回 路 的 磁 通 量 变 化 =BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E
=
DF Dt
=
பைடு நூலகம்
BLv
三．电磁感应现象中能量是守恒的 法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的
产生一定以消耗其他形式的能量为代价的. 今天,我们使用的电能从各种形式的能转
化而来:水力发电,风力发电,火力发电……
小结：
一、法拉第电磁感应定律
E
=
n
DF Dt
单位 E 瓺 V F 瓺 Wb t s
二、电磁感应现象中能量是守恒的
向线圈插入条形磁铁， 磁铁的磁场越强、插入的 速度越快，产生的感应电 流就越大
现象
1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,
感应电流就越大,表明感应电动势越大。
2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t
越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化△φ 和所用时间△t都有关.
法拉第电磁感应定律 课件
⑤公式E＝n ΔΦ 中，若Δt取一段时间，则E为Δt这
Δt
段时间内的平均值．当磁通量的变化率 ΔΦ 不是均匀
Δt
变化的，平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术
平均值．若Δt 趋近于零，则E为瞬时值，故此式多用于求
电动势的平均值．
下列几种说法正确的是( ) A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势 一定越大
解析：磁通量的变化是由磁场的变化引起的，应该用 公式ΔΦ＝ΔBSsin θ来计算，所以
ΔΦ ＝ΔBSsin θ＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb
＝4×10－4 Wb.
磁通量的变化率用公式
ΔΦ Δt
＝ Wb/s＝8×10－3 Wb/s，
感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律
E＝n ΔΦ ＝200×8×10－3 V＝1.6 V. Δt
能转化的过程．
(4)由于反电动势的存在，使回路中的I＝
E电源－E反 R总
，所
以在有反电动势工作的电路中，不能用闭合电路的欧姆定律
直接计算电流．
1
E＝ΔΔΦt
＝BSΔ－t 0＝
B·2·OB·l ≈4.33 Δt
V.
答案：(1)1.06 A (2)4.33 V
四、反电动势
1．反电动势的概念
如下图所示，当电动机通过如下图所示的电流时，线圈 受安培力方向可用左手定则判断，转动方向如图中所示，此时 AB、CD两边切割磁感线，必有感应电动势产生，感应电流方 向可用右手定则判断，与原电流反向．故这个电动势为反电动 势，它会阻碍线圈的转动．如果线
(2)B、L、v三者均不变时，在Δt时间内的平均感应电动
势才和它的瞬时电动势相同.
如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB 可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导 轨匀速向右滑动，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电 阻都是0.2 Ω，磁场的磁感应强度为0.2 T．求：
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：
高中物理精品课件：法拉第电磁感应定律及其应用
H。
10-6
2.涡流
当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这
种电流看起来像水的漩涡,所以叫涡流。
3.电磁阻尼
导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是
阻碍 导体的运动。
4.电磁驱动
如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生
到安培力而运动起来。
感应电流
使导体受
第2节
法拉第电磁感应定律及其应用
一、法拉第电磁感应定律
1.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。
感应电动势与匝数有关
(2)公式:E=n
,其中n为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的
欧姆
定律,即I= + 。
2.导体切割磁感线的情形
场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确
的有(
) 答案 AD
A.杆OP产生的感应电动势恒定
B.杆OP受到的安培力不变
C.杆MN做匀加速直线运动
D.杆MN中的电流逐渐减小
6.如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应
强度为B,方向垂直于纸面向内。一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以
B.金属框中电流的电功率之比为4∶1
C.金属框中产生的焦耳热之比为4∶1
D.金属框ab边受到的安培力方向相同
答案 B
素养点拨1.应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤
(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况;
(2)利用楞次定律确定感应电流的方向;
(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。
4.4法拉第电磁感应定律_课件
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.
探究实验：影响感应电动势大小的因素？ 实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表 指针发生偏转。 问题1：电流表指针偏转原因是什么？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2：将条形磁铁从同一高度，插入线圈 中，快插入和慢插入由什么相同和不同？
取适当单位 则k=1
线圈由1匝 n
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 一电路的磁通量变化率成正比 。
2、公式：
t
（单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1） 注意：公式中Δ φ 取绝对值，不涉及正负，感 应电流的方向另行判断。
3、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况：
若导体斜切磁感线
（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强 度方向有夹角）
Байду номын сангаас
B V1=Vsinθ θ v V2 =Vcosθ
说明：
E BLv1 BLvsin
（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
模拟实验一
Ｎ
Ｎ
一根磁铁慢速插入
一根磁铁快速插入
分析归纳：
从条件上看 相同 不同 从结果上看
磁通量变化量 △Φ 相同 都产生感应电流 I 感应电流 I 大小不同 磁铁插入的快慢不同
感应电动势大小不同
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
Ek t
En t
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
4.4法拉第电磁感应定律(演示版)
A.感应电流大小恒定，顺时针方向
B.感应电流大小恒定，逆时针方向
C.感应电流逐渐增大，逆时针方向
D.感应电流逐渐减小，顺时针方向
【解析】选B.由B-t图知：第2秒内 B恒定，则E= SB
t
t
也恒定，故感应电流 I= 大E 小恒定，又由楞次定律判断
R
知电流方向沿逆时针方向，故B对，A、C、D都错.
8.（2010·桂林高二检测）如图（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（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
• 保持小线圈电流不变（控制磁通量），改 变小线圈升降速度。
实验结果
（1）用同样快速（控制时间）: 电流弱（磁场弱）时, △φ小,指针偏转小 电流强（磁场强）时, △φ大,指针偏转大
（2）用一根条形磁铁（控制磁通量）: 快速， △t小,指针偏转大 慢速， △t大,指针偏转小
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关.
且不计空气阻力，则金属棒在
运动过程中产生的感应电动势
的大小变化情况是( )
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法判断
【解析】选C.金属棒被水平抛出后做平抛运动，切割 速度保持v0不变，故感应电动势E=BLv0保持不变，故 C对，A、B、D都错.
4.如图所示，将玩具电动机通过开关、电流表接到电 池上，闭合开关S，观察电动机启动过程中电流表读 数会有什么变化？怎样解释这种电流的变化？
4.4法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律课件
图 4－4－1
2．思考判断 (1)对于 E＝Blv 中的 B、l、v 三者必须相互垂直．(√) (2)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一 定越大．(×) (3)当 B、l、v 三者大小、方向均不变时，在 Δt 时间内的 平均感应电动势和它在任意时刻产生的瞬时感应电动势相 同．(√)
3．探究交流 如图 4－4－2 所示，一边长为 L 的正方形导线框 abcd 垂直于磁感线，以速度 v 在匀强磁场中向右运动，甲同学说： 由法拉第电磁感应定律可知，
图 4－4－4
2．公式中的 v 应理解为导线和磁场间的相对速度，当导 线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．
3．公式中的 l 应理解为导线切割磁感线时的有效长度．如 果导线不和磁场垂直，l 应是导线在垂直磁场方向投影的长 度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，l 应取导线两端点的连 线在与 B 和 v 都垂直的直线上的投影长度．
回路．虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂
直于回路所在的平面．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，下列结论正确的是( )
A．感应电流方向不变
B．CD 段始终不受安培力
C．感应电动势最大值 E＝Bav D．感应电动势平均值 E ＝14πBav
少
磁通量的
表示在某一过程中穿过某一 ΔΦ＝Φ2－
Wb
变化量 ΔΦ
面积的磁通量变化的多少 Φ1
物理量 单位
物理意义
计算公式
磁通量的 变化率ΔΔΦt
表示穿过某一面积 Wb/s 的磁通量变化的快
慢
ΔΔΦt ＝ΔBΔB·tΔΔ·SSt
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
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 课件
【例题】如图 1－4－2 甲所示，环形线圈的匝数 N＝100 匝，它的两个端点 a 和 b 与电压表相连，线圈内磁通量的变化 规律如图乙所示，则 Uab＝____________.
图 1－4－2 解析：可以利用图乙求出磁通量的变化率，再利用法拉第电 磁感应定律求电动势，从而求出 Uab 的大小．Uab＝E＝nΔΔΦt ＝50 V. 答案：50 V
题型2 公式 E＝BLv 的应用
【例题】如图 1－4－6 所示，两条平行光滑金属滑轨与水平 方向夹角为 30°，匀强磁场的磁感应强度的大小为 0.4 T、方向垂 直于滑轨平面．金属棒 ab、cd 垂直于滑轨放置，有效长度 L 为 0.5 m，ab 棒质量为 0.1 kg，cd 棒质量为 0.2 kg，闭合回路有效电阻 为0.2 Ω(不变)．当 ab 棒在沿斜面向上的外力 作用下以 1.5 m/s 的速率匀速运动时，求：
场方向和导体长度 L 两两互相垂直． (2)当导体的运动方向与磁场方向间的夹角为θ时，则感应电
动势为_E__＝__B_L_v_s_in__θ__.
知识点 4 法拉第电磁感应定律的理解 1．电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量 的变化率成正比，可以这样理解： (1)磁通量的变化率反映的是磁通量变化的快慢； (2)可以利用磁通量的变化率计算感应电动势的大小； (3)利用法拉第电磁感应定律计算出的电动势是一段时间 内电动势的平均值．
3．单位之间的换算关系：1 V＝1 Wb/s. 4．推广式：_E_＝__n_Δ_ΔΦ_t___，n 为线圈的匝数．
知识点 3 感应电动势的另外一种表达式 1．导体做切割磁感线运动产生的感应电动势：_E_＝__B__L_v_. 2．条件：导体的运动方向与磁场方向垂直且做最有效切割． 3．适用范围及变化： (1)公式 E＝BLv 只适用于导体做切割磁感线运动而产生的 感应电动势的计算，且磁场是匀强磁场，导体的运动方向、磁
人教版高二物理选修3-2：4.4法拉第电磁感应定律课件
高二物理选修3-2 第四章电磁感应 第4节法拉第电磁感应定律
感应电动势
1．穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电 流。既然有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路没 有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。
2．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就相当于电源。电源内部的电流方 向由电源负极流到电源正极。电源外部的电流方向由电源正 极流出，从电源负极流入。
(1)I=0.2A (2)E=0 (3)Q=5.76J
磁感线，产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
4．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）若B、L、v三者相互垂直时，感应电动势E=BLv
（2）若B、L、v有二者相互垂直，第三者与其中一者夹角为 θ时，感应电动势E=BLvsinθ
（3）若B、L、v三者间两两夹角分别为θ1和θ2时，感应电动 势E=BLvsinθ1sinθ2 （4）若切割磁感线是N匝线圈，且B、L、v三者相互垂直时， 感应电动势E=NBLv
9．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中， 如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时 间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是（ C ） A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角
10．如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000，线圈面积 S=200cm2，线圈电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻， 把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应 强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）前4s内通过电阻R的感应电流 （2）前5s内的感应电动势 （3）前6s内电阻R产生的热量
圈的n倍，即 E n t
感应电动势
1．穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电 流。既然有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路没 有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。
2．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就相当于电源。电源内部的电流方 向由电源负极流到电源正极。电源外部的电流方向由电源正 极流出，从电源负极流入。
(1)I=0.2A (2)E=0 (3)Q=5.76J
磁感线，产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
4．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）若B、L、v三者相互垂直时，感应电动势E=BLv
（2）若B、L、v有二者相互垂直，第三者与其中一者夹角为 θ时，感应电动势E=BLvsinθ
（3）若B、L、v三者间两两夹角分别为θ1和θ2时，感应电动 势E=BLvsinθ1sinθ2 （4）若切割磁感线是N匝线圈，且B、L、v三者相互垂直时， 感应电动势E=NBLv
9．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中， 如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时 间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是（ C ） A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角
10．如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000，线圈面积 S=200cm2，线圈电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻， 把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应 强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）前4s内通过电阻R的感应电流 （2）前5s内的感应电动势 （3）前6s内电阻R产生的热量
圈的n倍，即 E n t
《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 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
法拉第电磁感应定律课件
2．E 的单位是伏特(V)，且 1 V＝1 Wb/s. 证明：1Wsb＝1T·sm2＝1AN·ms·m2＝ 1NA··ms ＝1CJ ＝1 V.
例2穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终保 持每秒均匀的减少3 Wb，则( )
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少3 V B．线圈中的感应电动势一定是3 V C．线圈中的感应电流一定是每秒减少3 A D．线圈中的感应电流不一定是3 A
答案：B
法拉第电磁感应定律
一、感应电动势
1．定义． 在电磁感应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．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．方向． 规定电源内部感应电动势的方向由负极指向正极，与电 源内部的电流方向一致，所以在产生感应电动势的导体中， 若存在感应电流，则感应电流的方向就是感应电动势的方向， 且由感应电动势的负极指向正极．
解析：依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与匝 数和磁通量的变化率成正比，而本题的磁通量的变化率是不 变的，所以线圈中的感应电动势的大小是不变的，所以 A 错； 因电路中的电阻阻值不变，而感应电动势的大小也不变，即
感应电流的大小也不变，C 错；根据 E＝ΔΔΦt ＝3 V，B 正确； 则感应电流，I＝RE＝3 A，D 也错．
解析：Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 的大小没有直接关系．穿过一个平 面的磁场通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化
率也不一定大，A、B 错．磁通量的变化率ΔΔΦt 表示穿过某一 面积的磁通量变化的快慢，磁通量变化率越大，磁通量变化 得说越快，C 正确．磁通量等于零时，磁通量可能正在变， 此时磁通量的变化率不为零，D 错误(类似运动学中汽车启 动瞬间速度为零，但由于瞬间牵引力作用，瞬间速度变化而 产生加速度，速度变化率不为零，由 v＝ at，t＝0，v＝0)．
物理：4.4《法拉第电磁感应定律》课件(新人教选修3-2)
新课提问
问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流 的强弱呢？ 既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定 感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了． 问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中, 电路中是否都有电流? 为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、若图中电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 有，因磁通量有变化 ． 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。 电路断开，肯定无电流，但有电动势。
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？
分析与论证
当磁通量变化相同时,所用时间越短,感应电 流就越大,表明感应电动势越大
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都
有关，即与磁通量的变化率有关.
ห้องสมุดไป่ตู้
Δφ 磁通量的变化率 Δt
区别:
磁通量φ、磁通量变化ΔΦ、 磁通量的变化率Δ φ Δt
例题2.
一个匝数为100、面积为10 cm2的 线圈垂直磁场放置，在0.5 s内穿过它的 磁场从1 T增加到9 T。求线圈中的感应电 动势。 解：由电磁感应定律可得E=nΔ Φ /Δ t① Δ Φ ＝ Δ ＢＳ② 由① ②联立可得E=n Δ ＢＳ/Δ t 代入数值可得Ｅ＝１６Ｖ
小结：
1.产生感应电动势的条件
课后思考题
求下面图示情况下，a、b、c三段 导体两端的感应电动势各为多大？
； /ruhexuangu/ 如何选股 ；
本人の命搭进去/但莫烈却率先心生退意/这也导致它提前后退闪躲/失去先机/只相信被打断咯壹只手臂/算の上很好の结果咯/要相信马开/出手の话这壹击就能掐住它の喉咙/|说咯恁大哥经验不足/恁偏偏不
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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巩固练习
• 例4、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整 个 线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通 量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应 电流的大小。 0.15 0.10
E n 100 V t
t
0.1
V 0.5V
E I 2A R
En
b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发 生变化。此时：
t
（动生电动势）
SB En （感生电动势） t
课堂练习
1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变 化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从 0.01Wb增加到0.07Wb。求线圈中的感应电动势。 3、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2T增加到9T。求线圈中的感 应电动势。
都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等
不同 磁通量变化的快慢不同
小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快 慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.
说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率 来描述，即可表示为 t
实验检验：
实验结论
越大，感应电流I越大，感应电动势E越大。 t
进一步猜想：感应电动势的大小很可能与磁通 量的变化率有关，并且成正比。
θ为v与B夹角
四、对比两个公式
求平均感应电动势
En t
△t近于0时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v是平均速度
E BLv sin
求瞬时感应电动势，v是瞬时速度
四、反电动势
思考与讨论
如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中 就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生 的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还 是阻碍了线圈的转动？
探究实验：影响感应电动势大小的因素 实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表 指针发生偏转。
问题1、电流表指针偏转原 因是什么？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2：将条形磁铁从同 一高度，插入线圈中，快 插入和慢插入由什么相同 和不同？
从条件上看
相同
磁通量的变化相同
从结果上看
R
t R
三、导体切割磁感线时的感应电动势
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 G × 切割磁感线，求产生的感应电动势 × 分析：回路在时间Δ t内增大的面积为： × × × × × a × × v × × b × × × × × × × × a × × × × b ×
选修3-2
温故知新
1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件 是什么？ 2．在恒定电流中学过，电路中存在持续电流 的条件是什么？
3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同
S
甲
N
乙
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）.产生感应电动势的那 部分导体相当于电源. 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。 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.
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
Ek t
En t
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
取适当单位 则k=1
线圈由1匝 n
1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理意义 磁通量Ф
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
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
磁通量变化△Ф 磁通量变化率
ΔΦ/Δt
弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？
2、磁通量变化大，电动势一定大吗？
2、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况：
t
a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发 生变化。此时： BS
S
E
F
电机转动
N
课堂小结
1、法拉第电磁感应定律：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。 当单匝线圈时
当有N匝线圈时
Φ E t Φ En t
2、理解:Φ 、△Φ 、Δ Φ /Δ t的意义 3、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况： t 4、反电动势
• 例5、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R ＝ 0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂 直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截 E 面的电荷量为多少？ E
t
I
q I t R SB 0.001 Wb q 0.01C R
Δ S=LvΔ t
穿过回路的磁通量的变化为： Δ Φ =BΔ S =BLvΔ t
产生的感应电动势为： E
Φ t
BLvt t
V是相对于磁场的速度 平均值或瞬时值
E BLv
L应为有效长度
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)