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法拉第电磁感应定律

上传时间: 2014-08-22

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复习

1关于产生感应电流的说法正确的是( )

A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流

B、只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流

C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流

D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流

法拉第电磁感应定律

1822年他在日記中寫下了自己的思想：“磁能轉化成電”．他在這方面進行了系統的研究．經過歷時十年的失敗、再試驗，直到1831年8月29日才取得成功．他接連又做了幾十個這類實驗．1831年11月24日的論文中，他把产生感應電流的情況概括成五類：變化著的電流；變化著的磁場；運動的恒定電流；運動的磁場；在磁場中運動的導體．他指出：感應電流與原電流的變化有關，而不是與原電流本身有關．他將這一現象與導體上的靜電感應類比，把它取名为“電磁感應”．

为了解釋電磁感應現象，法拉第研究了各种感应现象，最终将感應電流的产生歸因於導體“切割磁力線”．

　　在電磁感應現象發現二十年後，直到1851年才得出了電磁感應定律．

探究活动

动画演示1

在螺线圈中插入条形磁铁,观察实验现象

问题1

根据电路知识可知：若要使电路中有电流，则电路中必须有电源。而在电磁感应时,电路中也有感应电流,那么此电路中是否也存在电动势（电源）呢？

在电磁感应过程中也伴随有能量的转化（其他形式能转化为电能）

电磁感应过程中也必定有电动势存在

电源电动势就是反映电源将其他形式能转化为电能的本领的物理量

一、感应电动势：

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

问题2

在上述电磁感应实验中，以不同的速度插入条形磁铁,为什么电流表指针偏转角度大小不同?

综上分析可知：

回路中产生了大小不同的感应电动势，因而具有不同的感应电流。

问题3 感应电动势大小与什么因素有关？

大胆猜想：

切割速度

磁通量大小

磁通量的改变量

磁通量的变化率

可能的影响因素

问题4 你能否运用实验来定性验证你的猜想？

分组实验演示并观察现象

实验方案一

将同一条形磁铁以不同的速度插入螺线圈，看电流计指针偏转幅度

实验方案二

以不同强度的磁铁以相同速度插入同一螺线圈，看电流计指针偏转幅度

注意: 插入磁铁时,要保持磁铁的始、末位置一定

注意: 插入磁铁时,要保持磁铁运动的位移一定

实验现象：

1）插入速度越快，指针偏转的角度越大

2）插入的磁铁越强，指针偏转的角度越大

现象分析：

插入磁铁的过程，螺线圈中的始、末位置的磁通量均为定值，即△Φ一定。而插入的速度不同，使这一变化过程所需的时间不同(V大,△t短)，即线圈内磁通量变化的快慢不同。

插入磁铁的过程中,螺线圈中的始、末位置虽未变,速度也相同,但由于磁场强弱不同, 使△Φ并不相等(B大, △Φ大),使在相同的时间内在线圈内磁通量变化的快慢也不同。

一、感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势

二、法拉第电磁感应定律

内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

数学表达式：

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：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势

二、法拉第电磁感应定律

内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

数学表达式：

三、感应定律的理解与加深：

你能否证明:

1Wb/s=1V?

讨论一：

若线圈是多匝的，其感应电动势如何计算？

讨论二：

如图所示，把矩形线框垂直放置在匀强磁场B中，导轨间距为L，一根直导体棒以速度v沿导轨匀速向右滑动，此时回路中产生的感应电动势E=？

讨论二：

如果一回路面积S一定，而垂直穿过该回路的磁场磁感应强度随时间均匀增加（B=kt），此时回路中产生的感应电动势如何计算？

=KS （V）

讨论四：

课堂小结:

这节课我们学习了:

感应电动势的概念与决定因素----

法拉第电磁感应定律------

感应电动势的两个计算公式:

平均感应电动势:

瞬时感应电动势:E=BLv

课堂巩固反馈

1 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0.1m2的圆环。在0.2s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。

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.

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.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大.

2 如下图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度l=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T,方向如图所示.今有一导体棒ab横放在框架上,并能无摩擦的沿框滑动,其他部分电阻均不计,当ab以v=4t m/s的速度向右匀加速滑动时,试求:

1)导体棒ab在5s内产生

的感应电动势的大小

2)导体棒ab在5s末产生

的感应电动势的大小

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