1、4.4 法拉第电磁感应定律,复习提问 1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?,(1).闭合回路 (2).磁通量发生变化,2、恒定电流中,电路中存在持续电流的条件是什么?,(1).电路闭合 (2).电源提供电动势,3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?,由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向,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、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中, 电路中是
2、否都有电流? 为什么? 、有感应电流,是谁充当电源? 、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。,1.在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势 2.产生感应电动势的那部分导体相当于电源,3.感应电动势与感应电流:,感应电动势是形成感应电流的必要条件,有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势,思考与讨论,感应电动势的大小跟哪些因素有关?,一、探究感应电动势大小的影响因素,(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜
3、测) (2)探究要求:、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。 、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管, 分别记录表针的最大摆幅; (3)、探究问题:问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?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,快速和慢速效果有什么相同和不同?,变化,产生E,产生I,总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大。,变化的快慢不同,都发生了变化,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?,都产生了I,产生的I大小不等,当
4、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,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.,分析与论证,结论,磁通量的变化率,区别:,磁通量、磁通量变化、,磁通量: 表示穿过某一面积的磁感线的条数,磁通量变化:=21,磁通量变化率:,磁通量的变化率,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/ t成正比,二、法拉第电磁感应定律:,2、数学表达式,(国际单位时),若有n匝线圈,则相当于有n个电源串联,总电动势为:,注意:公式中应取绝对值,不涉及正负.,三、导体做切割磁感线运动感应电动势计算,例题1:如图所示闭合线圈一部分导体ab
5、处于匀强磁场中,导轨宽为,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t内增大的面积为:,S=Lvt,产生的感应电动势为:,穿过回路的磁通量的变化为:,=BS,=BLvt,(V是相对于磁场的速度),E=BLV (B,L,V两两垂直),若导体斜切磁感线,(为v与B夹角),(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),说明:,1、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=0,3、速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值),公式的比较,例题1.下列说法正确的是( ) 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
6、B.线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一 定越大 C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大,D,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=n/t 由 联立可得E=n /t代入数值可得,小结:,1.产生感应电动势的条件 2.感应电动势的大小:,E = B L V,练习、在磁感应强度随时间变化的磁场中,垂直磁场放置一个面积为0.1 m2的圆环。在0.2 s内磁场的磁感应强度由0增大到0.3特,求圆环中的平均感应电动势。,解:已知t0.2 s 原磁通量=B1S=0 现磁通量=B2S=0.03 0.03 由电磁感应定律可得E=n/t 代如数值可得0.15,