法拉第电磁感应定律(4.4).ppt

法拉第电磁感应定律 在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. 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关？ P5图4.2-1实验中：导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动的速度越快、磁体的磁场超强，产生的感应电流越大 在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. 例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R＝ 3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝0.5m，其电阻为r ＝1.0Ω ，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。 （1）a b中的电流大? a b两点间的电压多大？ （2）维持a b做匀速运动的外力多大？ （3）a b向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？ 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。 * * 问题1：据前面所学，电路中存在 持续电流的条件是什么？ 问题2：什么叫电磁感应现象？产生感 应电流的条件是什么？ （1）闭合电路； （2）有电源 产生感应电流的条件是： （1）闭合电路；（2）磁通量变化。 利用磁场产生电流的现象 试从本质上比较甲、乙两电路的异同 乙 甲 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管 （相当于电源） 思考 有电源就有电动势 一.感应电动势 注：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势． 提出问题 既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动势，那么感应电动势大小与磁通量的变化是否有关呢？ 猜想或假设 感应电动势E的大小与磁通量的变化量△φ有关。 也与完成磁通量变化所用的时间△t有关。 P5图4.2-2实验中： 向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大 探究感应电动势大小与磁通量变化的关系 1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ 越大,感应电流就越大,表明感应电动势 越大。 2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大 感应电动势的大小跟单位时间内磁通量的变化有关. 现象 结论 物理意义：表示磁通量变化快慢的物理量。 一.感应电动势 注：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势． 二、磁通量的变化率 :单位时间内的磁通量的变化量 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过 这一电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比． 三、法拉第电磁感应定律： 2、数学表达式 （各物理量均取国际单位） 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联， 总电动势为： 注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负 3、单位：1V=1Tm2/s (平均感应电动势) 思考：磁通量大，磁通量的变化量一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ 磁通量为零，磁通量的变化量也为零吗？ 2、 是指时间△t内磁通量变化快慢的平均值。 注：1、磁通量Φ 为零，磁通量的变化量△Φ不一定为零，磁通量的变化率 不一定为零;磁通量的变化△Φ大，磁通量的变化率 也不一定大。 3、E与Φ、 △Φ无关，只与 有关 。 四、导体切割磁感线运动时的感应电动势 如图所示矩形线框处于匀强磁场中，磁感应强度是B，导体ab以速度v匀速切割磁感线，导轨间距离为L,求产生的感应电动势。 a b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 回路在时间t内增大的面积为： ΔS=LvΔt 产生的感应电动势为： 回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS =BLvΔt （V是相对于磁场的