9-3 法拉第电磁感应定律.电子教案教学课件

1、 教学基本要求 法拉第（法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学），伟大的英国物理学家和化学家。他创造性地提出场家和化学家。他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的。他是电磁理论的创最早引入的。他是电磁理论的创始人之一，于始人之一，于1831年发现电磁感年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转。及光的偏振面在磁场中的旋转。 教学基本要求 问题问题：图：图1、2中电键中电键S均闭合，电路中均闭合，电路中是否都有

2、电流？为什么？是否都有电流？为什么？ 如果电路不是闭合的，电路中还有电流吗？电源如果电路不是闭合的，电路中还有电流吗？电源电动势是否还存在呢？电动势是否还存在呢？ 教学基本要求 电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流，那么有电流，那么有电动势电动势存在么？存在么？ 若电路断开时，虽然没有感应电流，电动若电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。势依然存在。一、感应电动势一、感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于产生感应电动势的那部分导体相当于电源。电源。 教学

3、基本要求 教学基本要求 感应电动势的方向由楞次定律来判断：感应电动势的方向由楞次定律来判断： （1 1）存在感应电动势的那部分导体相当于电）存在感应电动势的那部分导体相当于电源，在电源内部的电流方向与电动势方向相同，源，在电源内部的电流方向与电动势方向相同，即即由低电势指向高电势由低电势指向高电势。 （2 2）由楞次定律判断出的感应电流方向就是）由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。感应电动势的方向。 （3 3）如果电路是开路的，通常把它设想为闭合如果电路是开路的，通常把它设想为闭合电路电路，考虑这时会产生什么方向的感应电流，并以，考虑这时会产生什么方向的感应电流，并以此来确定感

4、应电动势方向。此来确定感应电动势方向。 教学基本要求 注意注意：感应电动势是形成感应电流的必要条件，：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。合），有感应电流一定存在感应电动势。提出问题提出问题 既然电路的磁通量发生改变就能产生感应电动既然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？势，那么感应电动势是否与磁通量的变化有关呢？探究：与感应电动势大小有关的因素探究：与感应电动势大小有关的因素 教学基本要求猜想或假设猜想或假设 感应电动势感

5、应电动势E E的大小与磁通量的变化量的大小与磁通量的变化量有关有关。此外，电磁感应现象只在磁通量发生变化的过程中被此外，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量变化所用的时间有关呢？ 教学基本要求实验一实验一 教学基本要求实验二实验二 教学基本要求1 1当时间相同时，磁通量变化越大，感应电流当时间相同时，磁通量变化越大，感应电流就越大，表明感应电动势越大。就越大，表明感应电动势越大。2 2当磁通量变化相同时，所用时间越短，感应电当磁通量变化相同时，所用时间越短，感应电流就越大，表

6、明感应电动势越大。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。有关，即与磁通量的变化率有关。分析与论证分析与论证结论结论 教学基本要求思考思考：磁通量大，磁通量变化一定大吗？：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？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？ 结论：结论：磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变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；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。磁

7、通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路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成正比。的磁通量变化率成正比。二、法拉第电磁感应定律的表述二、法拉第电磁感应定律的表述 教学基本要求数学表达式数学表达式Ektt（注意单位）（注意单位）问题：若闭合电路是问题：若闭合电路是N匝线圈，且穿过每匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，匝线圈的磁通量相同，E？ 若有若有N N匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有N N个电源串个电源串联，总电动势为：联，总电动势为：ENt注意：公式中注意：公式中应取绝对值，不涉及正负，感应应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向

8、另行判断。电流的方向另行判断。 教学基本要求 例题例题 在一个在一个B0.01的匀强磁场里，放一个的匀强磁场里，放一个面积为面积为0.001m2的线圈，其匝数为的线圈，其匝数为500匝。在匝。在0.1s内，内，把线圈平面从平行于磁场的位置转到垂直于磁场的位把线圈平面从平行于磁场的位置转到垂直于磁场的位置，求感应电动势的平均值。置，求感应电动势的平均值。 求：求：E已知已知 B=0.01T, S=0.001m2, N=500匝匝 ，t=0.1s 教学基本要求 解解 线圈从平行于磁场的位置转到垂直于磁场线圈从平行于磁场的位置转到垂直于磁场的位置，其磁通量将由零变到的位置，其磁通量将由零变到2520

9、.01 0.0011 10 ()BSWb 磁通量的变化为磁通量的变化为220 521 105005 10 ( )0.1ENVt 答：感应电动势的平均值为答：感应电动势的平均值为V2105 教学基本要求三、导线切割磁感应线时的感应电动势三、导线切割磁感应线时的感应电动势B sBlv t 在图中，设匀强磁场的在图中，设匀强磁场的磁感应强度为，长为磁感应强度为，长为 的的导线导线abab，以速度垂直于匀，以速度垂直于匀强磁场的方向向右作匀速运强磁场的方向向右作匀速运动，则动，则abab边在边在时间内切时间内切割磁感应线的条数，就等于割磁感应线的条数，就等于abcdabcd回路在这段时间内磁通回路在这

10、段时间内磁通量的变化量。量的变化量。l 教学基本要求EBlvEt根据法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律得得 上式是导线上式是导线垂直垂直切割磁感应线时产生的感应电切割磁感应线时产生的感应电动势，式中、动势，式中、 、三者的方向相互垂直。、三者的方向相互垂直。l 如果导线运动方向跟导如果导线运动方向跟导线本身垂直，但跟磁感应线线本身垂直，但跟磁感应线方向成一夹角方向成一夹角，则感应电，则感应电动势为动势为 sinEBlv 教学基本要求 例题例题 如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为里，磁感应强度为0.1T0.1T。长。长0.4m0.4m的导线

11、的导线cdcd以以5m/s5m/s的速的速度在导电的轨道度在导电的轨道aeae、bfbf上向右匀速地滑动，问：上向右匀速地滑动，问： （1 1）c c、d d两端，哪一端电势高？两端，哪一端电势高？ （2 2）感应电动势多大？）感应电动势多大？ （3 3）如果轨道）如果轨道aeae、bfbf电阻很小，可以忽略不计，电阻很小，可以忽略不计，电阻等于电阻等于 ，求感应电流的大小。，求感应电流的大小。0.5d 教学基本要求解解 （1 1）由右手定则知，）由右手定则知，E E的方向由的方向由c c到到d d，可知，可知d d端电势高。端电势高。（2 2）由）由EBlv得得)(2 . 054 . 01 . 0VE(3)(3)由闭合电路欧姆定律得由闭合电路欧姆定律得)(4 . 05 . 02 . 0AREI答：答：（1 1）d d端电势高；（端电势高；（2 2）感应电动势为）感应电动势为0.2V0.2V； （3 3）感应电流的大小为）感应电流的大小为0.4A0.4A已知