3.法拉第電磁感應(yīng)定律 (5)

1、法拉第電磁感應(yīng)定律張長(zhǎng)安問(wèn)題1：據(jù)前面所學(xué)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？問(wèn)題2：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（1）閉合電路；（2）有電源 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：（1）閉合電路；（2）磁通量變化。利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象3 法拉第電磁感應(yīng)定律 試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同乙甲相同點(diǎn)：兩電路都是閉合的，有電流不同點(diǎn)：甲中有電池（電源）乙中有螺線管（相當(dāng)于電源）1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就是電源，如圖中的導(dǎo)線ab。)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)思考：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流之間存在什么關(guān)系？由閉合電路歐姆定律可知：閉合電路中感應(yīng)電流的大小是

2、由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電路總電阻共同決定。幾點(diǎn)說(shuō)明：不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。磁通量是否變化是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的根本原因。若磁通量變化了，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若電路又是閉合的，電路中才會(huì)有感應(yīng)電流。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。說(shuō)明電路閉合時(shí)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有感應(yīng)電流。電路斷開時(shí)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但無(wú)感應(yīng)電流。思考：既然感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的質(zhì)，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小跟哪些因素有關(guān)呢？一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)探究： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)穿過(guò)電路的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E產(chǎn)生感應(yīng)電流I,故電流表指針偏轉(zhuǎn)思考

3、：1.在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是什么？電流表指針偏轉(zhuǎn)角度的大小跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小有什么關(guān)系？2.實(shí)驗(yàn)一中，導(dǎo)線從同一位置開始快速和緩慢的切割磁感線有什么相同和不同？實(shí)驗(yàn)二中，條形磁鐵從同一高度處快速和緩慢插入線框中有什么相同和不同？實(shí)驗(yàn)三中開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片快速滑動(dòng)和緩慢滑動(dòng)有什么相同和不同？由閉合電路歐姆定律I=E/(R+r)可知：當(dāng)電路中總電阻一定時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大，感應(yīng)電流I越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度越大。觀察實(shí)驗(yàn)一知：磁通量變化量相同，當(dāng)導(dǎo)線快速切割磁感線時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大；當(dāng)導(dǎo)線緩慢切割磁感線時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小。觀察

4、實(shí)驗(yàn)二知：磁通量變化量相同，當(dāng)磁鐵快速插入（或抽出）時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大； 當(dāng)磁鐵緩慢插入（或抽出）時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小。 觀察實(shí)驗(yàn)三知：磁通量變化量相同，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片快速滑動(dòng)時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片緩慢滑動(dòng)時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小。思考：既然感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，那么怎樣定量表示穿過(guò)電路的磁通量變化快慢呢？二、磁通量的變化率2.物理含義：表示磁通量的變化快慢1.定義：磁通量的變化量與所用時(shí)間t的比值（單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在上述三實(shí)驗(yàn)中，磁通量的

5、變化量相同，但磁通量的變化快慢不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也不同。（磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大;磁通量變化越慢，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小。）3.磁通量大，磁通量變化一定大嗎？磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎？（可以類比速度、速度的變化和加速度,課后完成比較.） 磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化之間沒(méi)有直接關(guān)系。磁通量為零，磁通量的變化率不一定為零;磁通量的變化大，磁通量的變化率也不一定大。 1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率/ t成正比三、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式（注意單位）思考：若閉合電路是n匝線圈，且穿過(guò)每匝線圈的磁通量相同，E？ 如果閉合電路是一個(gè)

6、n匝線圈，且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化率都相同。由于n匝線圈可以看成是由n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，因此整個(gè)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是單匝線圈的n倍 大量實(shí)驗(yàn)表明：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。 1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率/ t成正比三、法拉第電磁感應(yīng)定律：2、數(shù)學(xué)表達(dá)式（注意單位）思考：若閉合電路是n匝線圈，且穿過(guò)每匝線圈的磁通量相同，E？注意:(1)公式中應(yīng)取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。(2) 多用于計(jì)算t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(普遍適用)思考：引起磁通量變化的因素有哪些？1.B不變S變化：E=n/t =nBS/t2.S

7、不變B變化：E=n/t=nSB/t3.BS都不變，BS間夾角變化(線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng))：E=n/t=n(2-1)/t4.BS都變化：E=n/t=n(B2S2-B1S1)/ta1b1 Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：S=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：=BS=BLvt（B、L、V互相垂直）3、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長(zhǎng)l,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E?vBV1V2如圖所示：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成夾角時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為多少？為v與B夾角4、導(dǎo)體斜切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（

8、1）適用范圍：只適用于部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。（2）式中v是導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)E=BLvsin的理解：（3）式中L是導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度。 VBLE=BLV(4)式中為v與B之間的夾角,若=90度E=BLV；若B、L、v中任意兩個(gè)量平行，則導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0。(5)E=BLvsin多用于計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。多計(jì)算某時(shí)刻（位置）的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多計(jì)算t時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，L、V、B應(yīng)取兩兩互相垂直的分量不一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)只適用于一段導(dǎo)體切割磁感線的情況具有普適性在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)體一個(gè)回路E=n/t（1） E=

9、BLVsin是由E=n/t在一定條件下推導(dǎo)出來(lái)的。（2） L、V、B三者均不變時(shí)，在t時(shí)間的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才和瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同聯(lián)系物理意義不同條件不同適用范圍不同研究對(duì)象不同區(qū)別E=BLVsin公式 E=n/t 與E=BLvsin的區(qū)別及聯(lián)系練習(xí)：如圖所示，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)B=0.2T，光滑導(dǎo)軌的寬度L=0.30m，電阻R=0.50（線框電阻不計(jì)），向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=5.0m/s，求（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;(2)感應(yīng)電流的大??；（3）為使導(dǎo)體棒ab保持向右勻速運(yùn)動(dòng)的外力大??；（4）外力做功的功率；（5）感應(yīng)電流的功率。 Gabv(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLV=0.30v(2)感應(yīng)電流：I=E/R=0.60A(3)因?yàn)閷?dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，故外力與安培力平衡，所以外力大?。篎=BIL=0.036N(4)外力做功的功率：P外=FV=0.18W(5)感應(yīng)電流的功率：P電=I2R=0.18W.一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):三、法拉第電磁感應(yīng)定律 1、定義式：2、推論：小結(jié)：(n為線圈的匝數(shù))E=BLVsin(為V與