32第四章 电磁感应法拉第电磁感应定律.ppt

第四章电磁感应 4 3法拉第电磁感应定律 提出问题 图1 2中电键s均闭合 电路中是否都有电流 为什么 如果电路不是闭合的 电路中没有电流 电源的电动势是否还存在呢 电磁感应现象中 闭合电路中出现了感应电流 那么有电动势存在么 若电路断开时 虽然没有感应电流 电动势依然存在 一 感应电动势 1 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关 2 感应电动势与感应电流 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 探究感应电动势大小与磁通量变化的关系 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 那么感应电动势是否与磁通量的变化有关呢 猜想或假设 感应电动势e的大小与磁通量的变化量 有关 此外 电磁感应现象只在磁通量发生变化的过程中被观察到 那么 感应电动势的大小是否也与完成磁通量变化所用的时间有关呢 实验1 变化 产生e 产生i 总电阻一定时 e越大 i越大 指针偏转越大 变化的快慢不同 都发生了变化 问题3 该实验中 将条形磁铁从同一高度插入线圈中 快插入和慢插入有什么相同和不同 都产生了i 产生的i大小不等 实验探究2 1 当时间相同时 磁通量变化越大 感应电流就越大 表明感应电动势越大 2 当磁通量变化相同时 所用时间越短 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磁通量变化和所用时间都有关 即与磁通量的变化率有关 分析与论证 结论 磁通量的变化率 问题3 磁通量大 磁通量变化一定大吗 磁通量变化大 磁通量的变化率一定大吗 磁通量的变化率和磁通量 磁通量的变化不同 磁通量为零 磁通量的变化率不一定为零 磁通量的变化大 磁通量的变化率也不一定大 概念的比较 可以类比速度 速度的变化和加速度 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 t成正比 二 法拉第电磁感应定律 2 数学表达式 注意单位 问题 若闭合电路是n匝线圈 且穿过每匝线圈的磁通量相同 e 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 应取绝对值 不涉及正负 感应电流的方向另行判断 下列说法正确的是 a 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大b 线圈中的磁通量越大 线圈中产生的感应电动势一定越大c 线圈处在磁场越强的位置 线圈中产生的感应电动势一定越大d 线圈中磁通量变化得越快 线圈中产生的感应电动势越大 d 1 有一个50匝的线圈 如果穿过它的磁通量的变化率为0 5wb s 求感应电动势 2 一个100匝的线圈 在0 5s内穿过它的磁通量从0 01wb增加到0 09wb 求线圈中的感应电动势 3 一个匝数为100 面积为10cm2的线圈垂直磁场放置 在0 5s内穿过它的磁场从1t增加到9t 求线圈中的感应电动势 问题 公式中e表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势 说明 1 所求e为t时间内的平均感应电动势 如图所示 将一条形磁铁插入某一闭合线圈 第一次用0 05s 第二次用0 1s 设插入方式相同 试求 1 两次线圈中平均感应电动势之比 2 两次线圈之中电流之比 3 两次通过线圈的电量之比 有一面积为s 100cm2的金属环 电阻为r 0 1 环中磁场变化规律如图所示 磁场方向垂直环面向里 则在t1 t2时间内通过金属环的电荷量为 c 如下图所示 半径为r的金属环绕通过某直径的轴oo 以角速度 作匀速转动 匀强磁场的磁感应强度为b 从金属环面与磁场方向重合时开始计时 则在金属环转过30 角的过程中 环中产生的电动势的平均值是多大 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 转轴垂直于磁场 若线圈所围面积里磁通量随时间变化