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1、电磁感应定律,1用楞次定律判断感应电流和感应电动势方向。2自感现象及有关计算。,教学重点,1理解感应电动势的概念，掌握电磁感应定律及有关的计算。,教学难点,6.2 感应电流的方向,一、右手定则,二、楞次定律,三、右手定则与楞次定律的一致性,当闭合回路中一部分导体作切割磁感线运动时，所产生的感应电流方向可用右手定则来判断。,伸开右手，使拇指与四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指即为感应电流的方向。,一、右手定则,当磁铁插入线圈时，原磁通在增加，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的增加；当磁铁拔出线圈时，
2、原磁通在减少，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相同，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的减少。因此，得出结论：当将磁铁插入或拔出线圈时，线圈中感应电流所产生的磁场，总是阻碍原磁通的变化。这就是楞次定律的内容。根据楞次定律判断出感应电流磁场方向，然后根据安培定则，即可判断出线圈中的感应电流方向。,1楞次定律,2判断步骤,由于线圈中所产生的感应电流磁场总是阻碍原磁通的变化，即阻碍磁铁与线圈的相对运动，因此，要想保持它们的相对运动，必须有外力来克服阻力做功，并通过做功将其他形式的能转化为电能，即线圈中的电流不是凭空产生的。,感应电流方向,3楞次定律符合能量守恒定律,电磁感应定律,一、感应电
3、动势,二、电磁感应定律,三、说明,注意：对电源来说，电流流出的一端为电源的正极。,在电源内部，电流从电源负极流向电源正极，电动势的方向也是由负极指向正极，因此感应电动势的方向与感应电流的方向一致，仍可用右手定则和楞次定律来判断。,一、感应电动势,1感应电动势,电磁感应现象中，闭合回路中产生了感应电流，说明回路中有电动势存在。在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源，如在磁场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。,2感应电动势的方向,感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发生变化，电路中就有感应电动势产生，与电路是否闭合无关。若电路是闭合
4、的，则电路中有感应电流，若电路是断开的，则电路中就没有感应电流，只有感应电动势。,3感应电动势与电路是否闭合无关,1电磁感应定律,对于N 匝线圈，有,式中N 表示线圈匝数与磁通的乘积，称为磁链，用 表示。即,于是,二、电磁感应定律,=N,大量的实验表明：单匝线圈中产生的感应电动势的大小，与穿过线圈的磁通变化率/t成正比，即,上式适用于 的情况。如图 6-2 所示，设速度 v 和磁场 B 之间有一夹角。将速度 v 分解为两个互相垂直的分量 v 1、v 2，v 1=v cos 与 B 平行，不切割磁感线；v 2=v sin 与 B 垂直，切割磁感线。,图 6-2 B 与 v 不垂直时的感应电动势,
5、如图 6-1 所示，abcd 是一个矩形线圈，它处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面和磁场垂直，ab 边可以在线圈平面上自由滑动。设 ab 长为 l，匀速滑动的速度为 v，在 t 时间内，由位置 ab 滑动到 ab，利用电磁感应定律，ab 中产生的感应电动势大小,即,图 6-1导线切割磁感线产生的感应电动势,上式表明，在磁场中，运动导线产生的感应电动势的大小与磁感应强度 B、导线长度 l、导线运动速度 v 以及导线运动方向与磁感线方向之间夹角的正弦 sin 成正比。用右手定则可判断 ab 上感应电流的方向。若电路闭合，且电阻为 R，则电路中的电流,因此，导线中产生的感应电动势,E B
6、l v2 B l v sin,三、说明,1利用公式 计算感应电动势时，若 v 为平均速度，则计算结果为平均感应电动势；若 v 为瞬时速度，则计算结果为瞬时感应电动势。2利用公式 计算出的结果为 t 时间内感应电动势的平均值。,【例6-7】在图 6-7中，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5，求：(1)感应电动势的大小；(2)感应电流的大小和方向；(3)使导线向右匀速运动所需的外力;(4)外力做功的功率；(5)感应电流的功率。,解:(1)线圈中的感应电动势,(2)线圈中的感应电流,由右
7、手定则可判断出感应电流方向为 abcd。,(3)由于 ab 中产生了感应电流，电流在磁场中将受到安培力的作用。用左手定则可判断出 ab 所受安培力方向向左，与速度方向相反，因此，若要保证 ab 以速度 v 匀速向右运动，必须施加一个与安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小,外力方向向右。,(4)外力做功的功率,(5)感应电流的功率,可以看到，P=P，这正是能量守恒定律所要求的。,【例6-2】在一个 B=0.01 T 的匀强磁场里，放一个面积为 0.001 m2 的线圈，线圈匝数为 500 匝。在 0.1 s 内，把线圈平面从与磁感线平行的位置转过 90，变成与磁感线垂直，求这个过程中感应电动势的平均值。,解：在0.1 s 时间内，穿过线圈平面的磁通变化量,感应电动势,1电路中感应电流的方向可用右手定则和楞次定律来判断。楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律。感应电动势的方向与感应电流的方向相同，也用右手定则和楞次定律判断。,2感应电动势的大小可用法拉第电磁感应定律来计算。,对于在磁场中切割磁感线运动的导体，可用下式计算 E=Bl v2=Bl v sin,小结,
