法拉第電磁感應定律省賽一等獎

法拉第

電磁感應定律（1）閉合電路利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問題1：什么叫電磁感應現(xiàn)象？問題2：產(chǎn)生感應電流的條件是什么？（2）磁通量變化問題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。甲NSG乙產(chǎn)生電動勢的那部分導體相當于電源1、定義：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢（E）閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有感應電動勢有電動勢不一定有電流。一、感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源2、產(chǎn)生條件：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應電動勢。3、感應電動勢與感應電流：只要磁通量變化,電路中就產(chǎn)生感應電動勢;若電路又閉合,電路中就有感應電流磁通量變化是電磁感應的根本原因;產(chǎn)生感應電動勢是電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)觀察實驗,分析思考:問題1:在實驗中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應電動勢的大小有什么關系問題3:在實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I問題1：在實驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？總電阻一定時,E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應電動勢的大小有什么關系？Φ變化的快慢不同Φ變化相同都產(chǎn)生了EI產(chǎn)生的EI大小不等磁通量變化越快，感應電動勢越大。磁通量的變化快慢越大從條件上看從結(jié)果上看相同不同問題3:在實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同磁通量的變化率二、法拉第電磁感應定律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。1內(nèi)容:注意：公式中Δφ取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。2公式:n為線圈的匝數(shù)問題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎問題2：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磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系:磁通量大小,零，磁通量的變化率不一定大小,零;磁通量的變化大小，磁通量的變化率不一定大小思考與討論

物理意義與電磁感應關系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)多少無直接關系磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量變化了多少產(chǎn)生感應電動勢的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量變化的快慢

決定感應電動勢的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義有一個50匝的線圈，，求感應電動勢。25V例與練1一個100匝的線圈，。求線圈中的感應電動勢。16V例與練2一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,。求線圈中的感應電動勢。例與練3如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸00'以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動,勻強磁場的磁感應強度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時,則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過900角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動勢的平均值是多大00'B例與練4Φ/10-2Wbt/sABD01201單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則：A、線圈中0時刻感應電動勢最大B、線圈中D時刻感應電動勢為零C、線圈中D時刻感應電動勢最大D、ABD例與練5斜率表示Φ的變化率三、導體作切割磁感線運動感應電動勢計算例題1：如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中，導軌寬為Ｌ，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應電動勢解：回路在時間Δt內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應電動勢為：穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對于磁場的速度）E=BLVB,L,V兩兩垂直θvBV1V21。若導體運動方向跟磁感應強度方向有夾角導體斜切磁感線θ為v與B夾角三、導體切割磁感線時的感應電動勢2,若導體運動方向跟L方向有夾角θ為v與L夾角三、導體切割磁感線時的感應電動勢abθvv13、導線的長度L應為有效長度首尾相連）Lv三、導體切割磁感線時的感應電動勢4、速度v為平均值瞬時值,E就為平均值瞬時值一般應用求瞬時電動勢。四，公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？1①求出的是平均感應電動勢,E和某段時間或某個過程對應；②求出的是瞬時感應電動勢，E和某個時刻或某個位置對應1區(qū)別：1公式①中的時間趨近于0時，則E為瞬時感應電動勢2公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應電動勢。2、聯(lián)系：問題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？公式①和公式②是統(tǒng)一的如圖，勻強磁場的磁感應強度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運動，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應電動勢。abθvE=BLVsinθ例與練7在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一個匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸OO'以角速度ω由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動。求:1轉(zhuǎn)過1/4周過程中線圈產(chǎn)生的平均感應電動勢，2轉(zhuǎn)過1/4周時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應電動勢3轉(zhuǎn)過1/2周時ab邊產(chǎn)生的瞬時感應電動勢3轉(zhuǎn)過1/2周過程中線圈中產(chǎn)生的平均感應電動勢，轉(zhuǎn)動1周的過程中ab邊產(chǎn)生的感應電動勢哪個時刻最大哪個時刻最小思考:例與練8B00'aωdcb如圖,長為L的銅桿OA以O為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,磁場的磁感應強度為B,求桿OA兩端的電勢差ωAOA'例與練9問題1：在P16圖44-3中,電源在電動機線圈中產(chǎn)生電流的方向怎樣AB邊、CD邊受力方向怎樣線圈的運動方向怎樣直流電動機的原理:通電導線在磁場中受安培力而運動問題2：電動機線圈在磁場中轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應電動勢嗎方向怎樣問題3：感應電動勢是加強了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電流是有利于線圈轉(zhuǎn)動還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動四、反電動勢1、定義：電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電動勢總要削弱電源產(chǎn)生的電流,這個電動勢叫反電動勢2、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動線圈要維持轉(zhuǎn)動,電源就要向電動機提供電能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能問題4：如果電動機因機械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動,會發(fā)生什么情況這時應采取什么措施四、反電動勢3、應用：電動機停止轉(zhuǎn)動,就沒有反電動勢,線圈中電流會很大,電動機會燒毀,要立即切斷電源,進行檢查如圖,,它們的電阻不計,在M和／s的速度向右做勻速運動1ab中的電流多大ab兩點間的電壓多大2維持ab做勻速運動的外力多大3ab向右運動1m的過程中,外力做的功是多少電路中產(chǎn)生的熱量是多少RBrPMNaQbvWF=I=F=Q=U=例與練10關于電磁感應，下述說法中正確的是A、穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大D注意:感應電動勢E與Φ、△Φ、△Φ/△t的關系例與練11如圖,一個水平放置的導體框架,寬度L=,接有電阻R=020Ω,設勻強磁場和框架平面垂直,磁感應強度B=,跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導體ab電阻均不計,當ab以v=的速度向右勻速滑動時，試求：1導體ab上的感應電動勢的大小2回路上感應電流的大小E=BLv=例與練12小結(jié)：①由于導體運動過程中感應電動勢不變，瞬時值等于平均值，所以也可用下式求E②如果這時跨接在電阻兩端有一個電壓表，測得的就是外電路上的電壓，即如圖,有一勻強磁場B=10×10-3T，在垂直磁場的平面內(nèi),有一金屬棒AO,繞平行于磁場的O軸順時針轉(zhuǎn)動,已知棒長L=，角速度ω=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應電動勢有多大？例與練13小結(jié)：也可用進行計算,因為從O→A,各點的線速度是均勻變化的,故取棒中點的速度代表棒的平均速度，由仍得到上面的結(jié)果如圖，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強磁場中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動，磁感應強度為