感應電動勢與電磁感應定律

1、（1）閉合回路）閉合回路（2）磁通量發(fā)生變化）磁通量發(fā)生變化（1）閉合回路）閉合回路（2）要有）要有電源電源 R a b v L S N G v a b a b R E r a b G E r 磁通量變化產生電動勢出現(xiàn)電流 試從試從本質本質上比較甲、乙兩電路的異同上比較甲、乙兩電路的異同SRE電電源源R i相同點：相同點：兩電路都是兩電路都是 的，都有的，都有 不同點：不同點：甲中有電池（甲中有電池（電源電源）乙中沒有電源乙中沒有電源, ,但有運動的磁體和但有運動的磁體和閉合回路閉合回路, ,即發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象即發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象甲甲乙乙閉合閉合電流電流引入新課動畫lc.swf電流電流電源電

2、源電動勢電動勢感應電流感應電流電動勢電動勢產生感應電產生感應電動勢的導體動勢的導體乙乙SRE電電源源R i甲甲電路中產生的電流，可由電路中產生的電流，可由全電路歐姆定律求出：全電路歐姆定律求出：rREI在在電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢，中產生的電動勢，叫做叫做感應電動勢感應電動勢，用，用 E 表示。表示。產生感應電動勢的那部分導體相產生感應電動勢的那部分導體相當于當于電源電源rREI感感感應電流的大小感應電流的大小RS電源電源感應感應探究學習 在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢，叫在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢，叫做感應電動勢，用做感應電動勢，用 E 表示。表示。1. 感應電動勢感應電動勢

3、產生感應電動勢的那部分導體產生感應電動勢的那部分導體相當于電源。相當于電源。2. 感應電流的大小感應電流的大小rREI感感RS電源電源v產生感應電動勢的那部分產生感應電動勢的那部分導體的電阻，相當于電源的內導體的電阻，相當于電源的內電阻電阻 。iR思考思考: :如果電路不閉合如果電路不閉合, ,就不會有就不會有E E感感產生嗎產生嗎? ?有有感感產生嗎？產生嗎？一、感應電動勢當開關斷開后，電路中是否有電流呢？當開關斷開后，電路中是否有電流呢？電源兩端有電壓嗎？電源的電動勢還存在嗎？電源兩端有電壓嗎？電源的電動勢還存在嗎？思考與討論當導線斷開后，電路中是否還有電流呢？當導線斷開后，電路中是否還有

4、電流呢？線圈內的感應電動勢還存在嗎？線圈內的感應電動勢還存在嗎？電路斷開時有感應電動勢，但無感應電流。電路斷開時有感應電動勢，但無感應電流。思考與討論下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）。）。A. 電路中有感應電動勢，就一定有感應電流電路中有感應電動勢，就一定有感應電流B. 電路中有感應電流，就一定有感應電動勢電路中有感應電流，就一定有感應電動勢C. 任何電路中感應電流較大，感應電動勢也一定大任何電路中感應電流較大，感應電動勢也一定大D. 任何電路中感應電動勢較大，感應電流也一定大任何電路中感應電動勢較大，感應電流也一定大1.一段不閉合的導體在磁場中做切割磁感線運動一段不閉合的導體在磁

5、場中做切割磁感線運動,則導體則導體中將產生中將產生( ),但不能產生但不能產生( )2.產生感應電動勢的那部分導體相當于產生感應電動勢的那部分導體相當于( ),它的它的電阻相當于電阻相當于( ),回路中的感應電流的強弱是由回路中的感應電流的強弱是由(）和（）決定，可以由（）和（）決定，可以由（）算出）算出感應電動勢感應電流電源內電阻感應電動勢閉合電路的電阻全電路歐姆定律課堂練習一即：即：不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產生感應電動勢；如果是導線切割生變化，電路中就產生感應電動勢；如果是導線切割磁感線，導線的兩端就出現(xiàn)感應電動勢。磁

6、感線，導線的兩端就出現(xiàn)感應電動勢。將磁鐵將磁鐵迅速迅速插入與插入與慢慢慢慢插入插入線圈中，觀察電流表指針偏線圈中，觀察電流表指針偏轉的角度。轉的角度。實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 將磁鐵迅速插將磁鐵迅速插入線圈時入線圈時, ,指針偏轉的角度指針偏轉的角度（）。（）?，F(xiàn)象分析現(xiàn)象分析指針偏轉角度不同，感應電流不同，指針偏轉角度不同，感應電流不同，產生的感應電動勢不同產生的感應電動勢不同；同一磁鐵，兩次穿過線圈的同一磁鐵，兩次穿過線圈的磁通的變化量磁通的變化量 相同相同，但的所用時間，但的所用時間 t t 少少，產，產生的生的感應電動勢感應電動勢E E感感大大，說明感應電動勢的大小與（，說明感應電動勢的大小與

7、（）有關。）有關。磁通變化所用時間磁通變化所用時間t t大大實驗探究一將將粗粗磁鐵和磁鐵和細細磁鐵以磁鐵以相同的速度相同的速度分別插入線圈中，分別插入線圈中，觀察電流表指針偏轉角度。觀察電流表指針偏轉角度。實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 粗粗磁鐵插入磁鐵插入線圈時，電流表指針偏轉線圈時，電流表指針偏轉的角度的角度大大?，F(xiàn)象分析現(xiàn)象分析兩次以相同速度插入線圈，磁通變化兩次以相同速度插入線圈，磁通變化所用所用時間時間t t相同；粗的磁鐵穿過線圈時相同；粗的磁鐵穿過線圈時,磁通的變化磁通的變化量量較大較大，產生的，產生的感應電動勢感應電動勢也大。也大。說明感應電動勢說明感應電動勢的大小與（）有關。的大小與（）有關

8、。磁通變化量磁通變化量實驗探究二實驗：磁通量的變化量磁通量的變化量 相同，相同，所用時間所用時間 t t 少少時產生的時產生的感應電動勢感應電動勢E E感感大大實驗：磁通量變化所用時間磁通量變化所用時間 t t 相同，相同，磁通的變化量磁通的變化量 大大時產生的時產生的感應電動勢感應電動勢E E感感大大磁通量變化磁通量變化越快越快，感應電動勢越大。，感應電動勢越大。 磁通量變化量磁通量變化量磁通量變化快慢磁通量變化快慢磁通量磁通量 t 12 1212tt 實驗結論實驗結論磁通量變化率結論結論: :實驗結論歸納1 1、感應電動勢、感應電動勢 （E E） （1 1）定義）定義: :電路中感應電動勢

9、的大小，跟穿過這一電路的電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。磁通量的變化率成正比。（2 2）磁通量變化磁通量變化越快越快，感應電動勢越大。，感應電動勢越大。 電路中電路中感應電動勢感應電動勢的大小，跟穿過這一的大小，跟穿過這一電路的電路的磁通量的變化率磁通量的變化率成成正正比。比。 2 2、法拉第電磁感應定律、法拉第電磁感應定律 （1 1）內容）內容: :tE tKE (K(K是一個常數(shù)，國際單位制是一個常數(shù)，國際單位制 K=1)K=1)tE 表達式：表達式：二、法拉第電磁感應定律 （2 2）若閉合電路是一個若閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線匝線圈，且穿過每匝線圈

10、的磁通量變化率都相同，則整個線圈的感應電圈的磁通量變化率都相同，則整個線圈的感應電動勢為動勢為tnE二、法拉第電磁感應定律注意：公式中注意：公式中應取絕對值應取絕對值, ,不涉及正負不涉及正負. .（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通量成正比（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通量成正比5判斷：判斷：（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通的變化率（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通的變化率成正比成正比（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通的變化量（）感應電動勢的大小跟穿過線圈的磁通的變化量成正比成正比（）穿過線圈的磁通量變化越快，產生的感應電動（）穿過線圈的磁通量變化越快，產生的感應電動勢就越大勢就

11、越大課堂練習二 在磁感應強度隨時間變化的磁場中，在磁感應強度隨時間變化的磁場中，垂直磁場放置一個面積為垂直磁場放置一個面積為0.1m0.1m2 2的圓環(huán)。的圓環(huán)。在在0.2s0.2s內磁場的磁感應強度由內磁場的磁感應強度由0 0增大到增大到0.3T0.3T，求圓環(huán)中的平均感應電動勢。，求圓環(huán)中的平均感應電動勢。例題 如圖所示閉合線圈一部分導體如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中，磁處于勻強磁場中，磁感應強度是感應強度是B，ab以速度以速度v勻速切割磁感線，求產生的勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢感應電動勢ab Gabv回路在時間t內增大的面積為S=Lvt產生的感應電動勢為：穿過回路的

12、磁通量的變化為=BStE =BLvtttBLv BLv （V是相對于磁場的速度）單位：B(T)，L(m)，v(m/s) 三、導線切割磁感線時的感應電動勢三、導線切割磁感線時的感應電動勢v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若導體斜切磁感線若導體斜切磁感線 sinBLvBLvE1（為為v v與與B B夾角）夾角） （若導線運動方向與導線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角）（若導線運動方向與導線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角）說明：說明：1 1、導線的長度、導線的長度L L應為應為有效長度有效長度2 2、導線運動方向和磁感線平行時，、導線運動方向和磁感線平

13、行時，E=0E=03 3、速度、速度V V為平均值（瞬時值），為平均值（瞬時值），E E就為平均就為平均值（瞬時值）值（瞬時值）問題：公式 tnEsin BLvE與公式 的區(qū)別和聯(lián)系？ 1、一般來說， 求出的是平均感應電動勢，E和某段時間或者某個過程對應，而求出的是瞬時感應電動勢，E和某個時刻或者某個位置對應。 2、求出的是整個回路的感應電動勢，而不是回路中某部分導體的電動勢?；芈分懈袘妱觿轂榱銜r，但是回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。如右圖。vabcdLL區(qū)別：若電路斷開時，雖然沒有感應電流，電動若電路斷開時，雖然沒有感應電流，電動勢依然存在。勢依然存在。實驗實驗若導體非直線若導體非直

14、線 導體切割磁感線的有效長度應取與B垂直等效直線長度練習：半徑為練習：半徑為R R的半圓形導線在勻強磁場的半圓形導線在勻強磁場B B中以中以速度速度V V向右勻速運動時，向右勻速運動時，E=E=？E = BE = B2R2RV V如圖所示，電阻不計的裸導體如圖所示，電阻不計的裸導體ABAB與寬為與寬為60cm60cm的平的平行金屬導軌良好接觸，電阻行金屬導軌良好接觸，電阻R R1 133， R R2 266，整個裝置處在垂直導軌向里的勻強磁場中，磁感整個裝置處在垂直導軌向里的勻強磁場中，磁感應強度應強度B B0.5T0.5T。當。當ABAB向右以向右以V V5m/s5m/s的速度的速度勻速滑動

15、時，求流過電阻勻速滑動時，求流過電阻R R1 1、 R R2 2的電流大小。的電流大小。A A R2VB BR1VBLvE5 . 1AREI5 .011AREI25. 022課堂練習StBStBBtSBSBtE1212=KS（V）BSt1t2B1B2Bt0tB一回路面積為一回路面積為S S，而垂直穿過該回路的磁場磁，而垂直穿過該回路的磁場磁感應強度隨時間均勻增加（感應強度隨時間均勻增加（B=ktB=kt），此時回），此時回路中產生的感應電動勢多大？路中產生的感應電動勢多大？如圖所示，水平放置的平行金屬導軌如圖所示，水平放置的平行金屬導軌MNMN和和PQPQ，相距，相距l(xiāng)=0.50 ml=0.5

16、0 m，導軌左端接一電阻導軌左端接一電阻R=0.20 R=0.20 ，磁感應強度，磁感應強度B=0.40 T B=0.40 T 的勻強磁的勻強磁場方向垂直于導軌平面，導體棒場方向垂直于導軌平面，導體棒acac垂直放在導軌上，并能無摩垂直放在導軌上，并能無摩擦地沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計擦地沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計. .當當acac棒以棒以v=4.0 m/sv=4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：的速度水平向右勻速滑動時，求：（1 1）acac棒中感應電動勢的大?。话糁懈袘妱觿莸拇笮?；（2 2）回路中感應電流的大小；）回路中感應電流的大??；（3 3）此時）此時acac棒所受到的安培力棒所受到的安培力F F的大小的大小. .【解析【解析】（1 1）根據(jù)法拉第電磁感應定律，）根據(jù)法拉第電磁感應定律，acac棒中的感應電棒中的感應電動勢為動勢為E=BlvE=Blv=0.40=0.400.500.5