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1、4.4法拉第电磁感应定律,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,试从本质上比较甲、乙两电路的异同,乙,甲,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）,思考,有电源就有电动势,1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。2、电源：产生感应电动势的那部分导体或电路就相当于电源.,一.感应电动势,磁通量发生变化,感应电动势,电路闭合,感应电流,电磁感应本质,【
2、问题1】感应电动势和感应电流之间存在什么关系？感应 是感应 存在的必要条件，有 不一定有（要看电路是否闭合），有 一定有。,电动势,电流,感应电动势,感应电流,感应电流,感应电动势,2.几点说明：不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势是电磁感应现象的本质磁通量 是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是 的，电路中将会有感应电流。产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。,发生变化,发生变化,闭合,思考与讨论：,感应电动势的大小
3、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，那么感应电动势大小与磁通量的变化是否有关呢？,P46图3.1-2实验中：导线切割磁感线，导线运动的速度越快、产生的感应电流越大,P47图3.1-3实验中：向线圈插入条形磁铁，插入的速度越快，产生的感应电流就越大,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间t都有关.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/t）,结论,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
4、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。,大量实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律。,二、法拉第电磁感应定律,2.表达式,式中物理量都取国际单位:E伏特（V）韦伯（Wb）t 秒（）,若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势为,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,注意：公式中应取绝对值，不涉及正负。,问题：磁通量大，磁
5、通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？,3、理解:、/t的意义,问题：公式中E表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？,1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,SS2-S1,此时：,2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,BB2-B1,此时：,4、应用:用公式 求E的二种常见情况：,（感生电动势）,（动生电动势）,【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0.09Wb。求线圈中的感应电动势。,V1,V2,若导体运动方向跟磁感应
6、强度方向有夹角(导体斜切磁感线),注意：,2、导线的长度L应为有效长度,1、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),L,为v与B夹角,三、导体切割磁感线时的感应电动势,(1)求出的是平均感应电动势,E和某段时间或某个过程对应求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应.,(2)求出的是整个回路的感应电动势；求出的是某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。,1、区别：,(1)公式中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势,(2)公式中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。,2、联系：,公式和公式是统
7、一的.,四、反电动势,1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势.,2、作用：阻碍线圈的转动.线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.,3、应用：电动机停止转动,就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.,如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00以角速度作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在 金属环转过900角的过程中，环中产生的电动势的 平均值是多大?,例与练3,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00以角速
8、度由图示位置逆时针方向转动。求:(1)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势,例与练4,/10-2Wb,t/s,A,B,D,0,1,2,0.1,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：(),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,ABD,例与练6,斜率表示的变化率,如图，匀强磁场的磁感应强度为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成角，求金属棒ab产生的感应电动势。,E=BLVsin,例与练7,如图,长为L的
9、铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差.,例与练9,关于电磁感应，下述说法中正确的是()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,D,注意:感应电动势E与、/t的关系,例与练11,如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小,E=BLv=0.80V,例与练12,如图,有一匀强磁场B=1.010-3T，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=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？,例与练13,
