高中物理選修1-1-法拉第電磁感應(yīng)定律

1、 “我最偉大的發(fā)現(xiàn)是一個人，是法拉第法拉第！”第二節(jié)第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律問題問題1 1：據(jù)前面所學(xué)，電路中存在持續(xù)電：據(jù)前面所學(xué)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？流的條件是什么？（1 1）閉合電路；）閉合電路；（2 2）有電源）有電源 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：（1 1）閉合電路；（）閉合電路；（2 2）磁通量變化。）磁通量變化。利用利用磁場產(chǎn)生電流磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象的現(xiàn)象問題問題2 2：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生感應(yīng)：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？電流的條件是什么？在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫電動勢叫感應(yīng)電動勢感應(yīng)

2、電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分部分導(dǎo)體就是部分導(dǎo)體就是電源電源一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢 1 1：感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流：感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流電路閉合時有感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流。電路閉合時有感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流。電路斷開時有感應(yīng)電動勢，無感應(yīng)電流。電路斷開時有感應(yīng)電動勢，無感應(yīng)電流。 2 2：影響感應(yīng)電動勢大小的因素？：影響感應(yīng)電動勢大小的因素？一、感應(yīng)電動勢一、感應(yīng)電動勢 試試從本質(zhì)上從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同比較甲、乙兩電路的異同乙乙甲甲相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：兩電路都是閉合的，兩電路都是閉合的，有電流有電流不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：甲中有電池（甲中有電池（電源電源）乙中有螺線管乙中有

3、螺線管 （相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源）有電源就有電動勢有電源就有電動勢實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 使磁鐵以不同的速度插入線圈和從線圈中抽使磁鐵以不同的速度插入線圈和從線圈中抽出，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)程度。出，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)程度。螺線管和電流表組成閉合電路：螺線管和電流表組成閉合電路：當(dāng)磁鐵穿進(jìn)（或抽出）的速度當(dāng)磁鐵穿進(jìn)（或抽出）的速度大大時，電時，電流表指針偏轉(zhuǎn)流表指針偏轉(zhuǎn) 當(dāng)磁鐵穿進(jìn)（或抽出）的速度當(dāng)磁鐵穿進(jìn)（或抽出）的速度小小時，電時，電流表指針偏轉(zhuǎn)流表指針偏轉(zhuǎn)大大 小小 大大 小小 導(dǎo)線切割磁感線，產(chǎn)導(dǎo)線切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線運(yùn)動生感應(yīng)電流，導(dǎo)線運(yùn)動的的速度越快速度越快，產(chǎn)生的，產(chǎn)生的感感應(yīng)電

4、流越大應(yīng)電流越大.P46圖圖3.1-2實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中（動畫：（動畫：1） 向線圈插入條形磁鐵，向線圈插入條形磁鐵，磁鐵的磁鐵的磁場越強(qiáng)磁場越強(qiáng)、插入的、插入的速度越快速度越快，產(chǎn)生的，產(chǎn)生的感應(yīng)電感應(yīng)電流就越大流就越大P47圖圖3.1-3實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中(短片短片2與動畫與動畫3）1 1、當(dāng)時間、當(dāng)時間t t相同時相同時, ,磁通量變化磁通量變化越大越大, ,感應(yīng)感應(yīng)電流就越大電流就越大, ,表明感應(yīng)電動勢越大。表明感應(yīng)電動勢越大。2 2、當(dāng)磁通量變化、當(dāng)磁通量變化相同時相同時, ,所用時間所用時間t t越越短短, ,感應(yīng)電流就越大感應(yīng)電流就越大, ,表明感應(yīng)電動勢越大表明感應(yīng)電動勢越大綜合綜合結(jié)論

5、結(jié)論=（2-1）內(nèi)容：內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一 電路的磁通量變化率成正比電路的磁通量變化率成正比二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式表達(dá)式: :tE、/t的意義的意義物理意義物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量磁通量磁通量變化磁通量變化磁通量變化率磁通量變化率/t/t穿過回路的磁感穿過回路的磁感線的條數(shù)線的條數(shù)多少多少無直接關(guān)系無直接關(guān)系穿過回路的磁通穿過回路的磁通量量變化變化了多少了多少產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動感應(yīng)電動勢的勢的條件條件穿過回路的穿過回路的磁通磁通量量變化的快慢變化的快慢 決定決定感應(yīng)電動感應(yīng)電動勢的勢的大小大小二、

6、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律思考：若閉合電路是思考：若閉合電路是n n匝線圈，且穿過每匝線圈，且穿過每 匝線圈的磁通量相同，匝線圈的磁通量相同，E E？如果閉合電路是一個如果閉合電路是一個n n匝線圈，且穿過每匝線匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同。由于圈的磁通量變化率都相同。由于n n匝線圈可以匝線圈可以看成是由看成是由n n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此整個線個單匝線圈串聯(lián)而成，因此整個線圈中感應(yīng)電動勢是單匝線圈的圈中感應(yīng)電動勢是單匝線圈的n n倍。倍。二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動勢的大小電路中感應(yīng)電動勢的大小tEtnEn n為線圈的匝數(shù)為線圈的

7、匝數(shù)三電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量是守恒的三電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量是守恒的開門時線圈中會有電流嗎？開門時線圈中會有電流嗎？ 分別給門的四角釘上大釘子，用電線沿著分別給門的四角釘上大釘子，用電線沿著4 4個釘子個釘子繞制一個幾十匝的大線圈，如圖，線圈的兩端連在一繞制一個幾十匝的大線圈，如圖，線圈的兩端連在一個電流表上，開門、關(guān)門時能不能發(fā)出電來？試試看！個電流表上，開門、關(guān)門時能不能發(fā)出電來？試試看！如果發(fā)電效果不明顯，想一想，應(yīng)該怎樣改進(jìn)？如果發(fā)電效果不明顯，想一想，應(yīng)該怎樣改進(jìn)？1.1.電路中感應(yīng)電動勢的大小，是由穿過這一電路電路中感應(yīng)電動勢的大小，是由穿過這一電路的的 所決定的。所決定的。a a、磁通量

8、、磁通量b b、磁通量的變化量、磁通量的變化量c c、磁通量的變化率、磁通量的變化率以上填空的三個選項，正確的顯然是以上填空的三個選項，正確的顯然是c c，但你能說，但你能說明選項明選項a a和和b b的含義嗎？你認(rèn)為當(dāng)年安培實(shí)驗(yàn)的猜的含義嗎？你認(rèn)為當(dāng)年安培實(shí)驗(yàn)的猜想是哪個選項？想是哪個選項？2 2、在圖中，閉合矩形線圈不動，磁體在線圈中轉(zhuǎn)動，、在圖中，閉合矩形線圈不動，磁體在線圈中轉(zhuǎn)動，如果磁體轉(zhuǎn)動的速度不同，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢如果磁體轉(zhuǎn)動的速度不同，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相同嗎？相同嗎？答：在磁體轉(zhuǎn)動時，線圈中會有變化的答：在磁體轉(zhuǎn)動時，線圈中會有變化的電動勢，磁體轉(zhuǎn)動速度不同時，感應(yīng)

9、電電動勢，磁體轉(zhuǎn)動速度不同時，感應(yīng)電動勢不同。動勢不同。答：穿過答：穿過A A、B B線圈的磁通量的線圈的磁通量的變化率可以認(rèn)為是相同的，由變化率可以認(rèn)為是相同的，由于于 ，所以，所以E E 。答答: :當(dāng)自行車運(yùn)動時當(dāng)自行車運(yùn)動時, ,輪胎帶輪胎帶動滾輪運(yùn)動動滾輪運(yùn)動, ,滾輪帶動磁體轉(zhuǎn)滾輪帶動磁體轉(zhuǎn)動動. .由于穿過該裝置中的線圈由于穿過該裝置中的線圈的磁通量變化的磁通量變化, ,線圈中就有感線圈中就有感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢. .線圈與小燈泡相連，線圈與小燈泡相連，就能點(diǎn)亮小燈泡。該裝置可就能點(diǎn)亮小燈泡。該裝置可供晚間騎自行車照明用。供晚間騎自行車照明用。5 5、桌面上放著一個、桌面上放著一個

10、單匝單匝線圈，線圈中心上方一定高度上豎線圈，線圈中心上方一定高度上豎立的條形磁體，此時線圈內(nèi)的磁通量為立的條形磁體，此時線圈內(nèi)的磁通量為0.04Wb0.04Wb，把條形磁體，把條形磁體豎放在桌面內(nèi)的桌面上時，線圈內(nèi)的磁通量為豎放在桌面內(nèi)的桌面上時，線圈內(nèi)的磁通量為0.12Wb0.12Wb。分別。分別計算以下兩個過程中線圈中的感應(yīng)電動勢。計算以下兩個過程中線圈中的感應(yīng)電動勢。(1)(1)把條形磁體從圖中位置在把條形磁體從圖中位置在0.5S0.5S內(nèi)放到線圈內(nèi)的桌面上；內(nèi)放到線圈內(nèi)的桌面上；(2)(2)換用換用1010匝匝矩形線圈，線圈子面積和原單匝線圈相同，把矩形線圈，線圈子面積和原單匝線圈相同

11、，把條形磁體從圖中位置在條形磁體從圖中位置在0.1s0.1s內(nèi)放到線圈內(nèi)的桌面上。內(nèi)放到線圈內(nèi)的桌面上。答：答：=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb(1)(1)t=0.5s, n=1t=0.5s, n=1(2)(2)t=0.1s, n=10t=0.1s, n=100.0810.160.5EnVVtD F=D0.081080.1EnVVtD F=Dv1 1、穿過一個電阻為、穿過一個電阻為11的單匝閉合線圈的磁通量的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少始終是每秒均勻減少2Wb2Wb，則，則 （）（）vA A、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少2v2vvB B、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是、線圈中的感應(yīng)電動勢一定是2v2vvC C、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2A2AvDD、線圈中的感應(yīng)電流一定是、線圈中的感應(yīng)電流一定是2A2AtEV2REI A2不變！不變！不變！不變！v2 2、匝