4.3《法拉第电磁感应定律》课件课程.ppt

* 4.3《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,叫做电磁感应现象 复习： 问题：试从本质上比较甲、乙两电路的异同 既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。 甲 N S G 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 N S 电源 电源 1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）. 注：（1）闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电动势. 一、感应电动势 （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 2、产生条件： 3、感应电动势与感应电流： 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. 只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流. 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。 Φ变化的快慢不同 Φ都发生了变化 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等 磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量的变化快慢 越大? 从条件上看 从结果上看 相同 不同 问题:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同? 磁通量的变化率 实验结论：同一闭合电路，磁通量变化越快，感应电流就越大，即感应电动势越大。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 当各个物理量都采用国际单位制时，k＝1 若闭合电路为一n匝线圈，穿过每一匝线圈的磁通量变化率相同，则 二、法拉第电磁感应定律 闭合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。 1.内容: 注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断；△t 比较长：平均感应电动势，△t 趋近于零：瞬时感应电动势 2.公式: 问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗? 问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? (可以类比速度、速度的变化和加速度.) 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小). 思考与讨论 ? 物理意义 与电磁感应关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 产生感应电动势的条件 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢 ? 决定感应电动势的大小 3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-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,ΔB＝B2-B1,此时： 4应用 求E的常见的二种情况 （感生电动势） （动生电动势） 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。 16V 例与练1 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1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 1.6V 例与练2 如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴00以角速度ω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平行时开始计时,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? 0 0 B 例与练3 Φ/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4 斜率表示Φ的变化率 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 回路在时间t