1、法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小,问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？,（1）闭合电路；,（2）有电源,产生感应电流的条件是： （1）闭合电路；（2）磁通量变化。,利用磁场产生电流的现象,情景探究一,在有磁铁矿的地方,地磁场会产生异常,地质工作者利用这一现象探矿.找矿,现在给你一个灵敏电流计,一个多匝大线圈,你能进行简单的模拟探究吗?说明你的探究方法和原理,引导思考讨论并总结,方法:把大线圈与灵敏电流计组合成闭合电路,使大线圈沿平行于地面或垂直于地面的方向迅速移动,若灵敏电流计产生偏转,则表明周围有磁铁矿. 思考:为何要
2、快速移动才能观察到明显的电流计的指针的偏转?,实验探究一,若闭合电路中有感应电流,电路中就一定有电动势. 演示实验并播放动画 画出等效电路图,实验探究二,若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。 演示实验并播放动画 画出等效电路图,实验探究三,有感应电流，有电动势存在。 演示实验并播放动画 画出等效电路图,相同点：两电路都是闭合的，有电流,不同点：甲中有电池（电源）,乙中有螺线管,（相当于电源）,在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,一、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叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电
3、源 2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？,探究感应电动势大小与磁通量变化的关系,提出问题,既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势，那么感应电动势与磁通量的变化有关呢？,猜想或假设,感应电动势E的大小与磁通量的变化量有关。此外，电磁感应现象只在磁场发生变化的过程中被观察到，而在恒定的磁场中却不能发生，那么，感应电动势的大小是否也与完成磁通量变化所用的时间。,对猜想假设进行设计实验探究,猜想：感应电动势很可能与磁通量变化的快慢有关（而磁通量变
4、化的快慢可以用磁通量的变化率表示）,实验1： 用导线切割磁感线，产生感应电流的实验中，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,实验探究1:感应电动势2,实验2： 在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。,实验:电磁感应插磁铁,实验探究2:感应电动势3,实验探究3:感应电动势1,1、当时间相同时,磁通量变化越大,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.,分析与论证,结论,精确实验表明： 电路中感应电动势的大小，跟穿过这
5、一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。,得出,若闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则整个线圈的感应电动势为,法拉第（17911876）是英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象，提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展的重大意义。他家境贫寒，出身于铁匠家庭，未受过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。,1磁通量的变化率/t ：表示磁通量变化的快慢 （1）磁通量的变化率跟磁通量、磁通量的变化不同磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，磁通量变化大不等于磁通量的变化
6、率大,二、法拉第电磁感应定律,2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,（2） /t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值； t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢，,式中物理量都取国际单位,若线圈有n匝，则相当于n个相同的电源串联，所以整个线圈中的电动势为,3导线切割磁感线时的感应电动势,（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab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：,（2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：,对切割有贡献,对切割无贡献,所以：,导线切割
7、磁感线时产生的电动势的大小，跟磁感强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin成正比,说明：公式E=/t，E=n/t一般适用于求解平均电动势的大小；而公式E=BLV一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小。 讨论：产生感应电流与产生感应电动势的条件一样吗？,（导体在磁场中做切割线运动或者是穿过某一回路的磁通量发生变化，就一定产生感应电动势）,例题1：,长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，如图所示，求ab两端的电势差,解析：,ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可,棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求，但棒上各点的速度v= r与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算：,
