法拉第电磁感应定律课件

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据前面所学,电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路（2）有电源

那电磁感应现象中的电源在哪、电动势又为多少呢？

什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？利用磁场产生电流的现象产生感应电流的条件是：（1）闭合电路（2）磁通量变化第四节法拉第电磁感应定律1.知识与技能知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ。理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。知道E=BLvsinθ如何推得。会用解决问题。

教学目标经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力．推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。2.过程与方法3.情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

通过比较感应电流、感应电动势的特点引导学生把握主要矛盾。教学重、难点教学重点掌握法拉第电磁感应定律及应用。平均电动势与瞬时电动势区别。培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系。教学难点1.电磁感应定律2.导线切割磁感线时的感应电动势

3.反电动势

本节导航1.电磁感应定律试从本质上比较甲、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）

有电源就有电动势。（1）在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势（2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源感应电动势感应电动势的大小跟哪些因素有关？

思考与讨论提出问题

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。

也就是与磁通量变化的快慢有关（而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示△φ/△t

）探究感应电动势大小与磁通量变化的关系

如图1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。

如图2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。图1图2现象

（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磁通量变化△φ和所用时间△t都有关.结论磁通量φ

磁通量变化ΔΦ

磁通量的变化率

磁通量：φ表示穿过某一面积的磁感线的条数磁通量变化：△φ=φ2—φ1磁通量变化率：知识拓展区别

，产生感应电动势的条件是什么？

发现：S断开，回路中无电流，由图（2）知电动势依然还有！

产生感应电动势的条件:

回路中的磁通量发生变化．图1图2分析

法拉第总结了感应电动势与磁通量变化之间的关系，得到了法拉第电磁感应定律。

法拉第（1791—1876）是英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象，提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展的重大意义。内容

电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。公式（式中物理量都取国际单位）注意：公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.

若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势为

实际工作中,为了获得较大的感应电动势,常常采用几百匝甚至几千匝的线圈注意适用范围一切电磁感应现象拓展

公式中若，则E为瞬时感应电动势；若

为一段时间，则E为平均感应电动势。若一定，则平均感应电动势等于瞬时感应电动势。平均感应电动势一般不等于初态与末态电动势的平均值。表达式拓展若线圈平面与B垂直，且B一定，则若线圈平面与B垂直，且S一定，则

法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的.

今天,我们使用的电能从各种形式的能转化而来:水力发电,风力发电,火力发电……能量守恒电磁感应现象中能量是守恒的新西兰地热发电站2.导体切割磁感线时的感应电动势导体作切割磁感线运动

如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。××××××××××××××××××aRIVbL设：ab向右匀速运动了t秒.IVbd=VtΔφ=BΔS=BLVt面积增加了ΔS=Ld=LVtΔS根据:E=Δφ/Δt得:E=BLV注：本题在证明时，设V与LB都垂直。

当导线L垂直于磁场B，并以速度V垂直于L和B作切割磁感线运动时，导线上产生的感应电动势：E=BLV。在国际单位制中：B——特斯拉L——米V——米/秒E——伏特

当导线切割速度V于磁感线不垂直时，如何求感应电动势？BVL等效替代法V∥V⊥αV的效果与V⊥的效果相同.

所以,当导线的切割速度V与磁场成α角时,产生的感应电动势E=BLVsinα说明（1）导线的长度L应为有效长度

（2）导线运动方向和磁感线平行时，E=0

（3）速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）（4）α为v与B夹角P=w/t一般表达式对应一段时间求平均值E=ΔΦ/Δt一般表达式对应一段时间求平均值P=FV导出式对应瞬时速度对应平均速度求瞬时值求平均值E=BLV导出式对应瞬时速度对应平均速度求瞬时值求平均值公式的比较

（1）①求出的是平均感应电动势,E和某段时间或者某个过程对应,而②求出的是瞬时感应电动势,E和某个时刻或者某个位置对应。

公式①与公式②的区别和联系？区别:vabcdLL（2）①求出的是整个回路的感应电动势,而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时,但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如图联系：

公式①中的时间趋近于0时,E就为瞬时感应电动势公式②中v若代表平均速度,则求出的E就为平均感应电动势导体切割磁感线运动的若干图景①部分导体在匀强磁场中的相对平动切割E=BlvE=BlvE=Blvcos②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割③闭合线圈在匀强磁场中转动切割3.反电动势V

此电动势阻碍电路中原来的电流.

故称之为反电动势NS安培力方向转动速度方向电动机

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。

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。动画：电磁感应课堂小结1.导体做切割磁感线运动时，感应电动势可由δ=Blvsinθ确定．

2.穿过电路的磁通量发生变化时，感应电动势由法拉第电磁感应定律确定，即E=ΔΦ/Δt

3.感应电动势就是电源电动势．有关闭合电路相关量的计算在这里都适用．4.同学们应该会证明单位关系：V＝Wb／S．课堂练习1.应用楞次定律判断感应电流的方向，一般步骤是：首先要明确___________________，其次要明确_________________________________________________再次根据楞次定律确定____________________________最后利用______________确定感应电流的方向。原磁场的方向

穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少

安培定则

感应电流的磁场方向

A、a

B、b C、c D、d

2.图表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，O表示导体的横截面，a、b、c、d分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向为垂直纸面向里时，导体的位置是（）A

当长直导线中的电流减小时，它在其周围产生的磁场将减弱，两导体环中的磁通量亦将减少。因而，两环中产生感应电流的原因都是穿过其中的磁通量在减少，所产生的感应电流的结果必将“反抗磁通量的减少”。又因越靠近直导线处，磁场越强，所以，导体环和b都向直导线靠近。即环向右移动，b环向左移动。3.如图所示，当长直导线中电流减小时，两轻质闭合导体环a、b将如何运动？课后习题答案1.解答：D

2.解答：0.175A

3.解答：7.2×10V

4.解答：可以。声音使纸盒振动，线圈将随纸盒振动，线圈切割磁感线，产生感应电流。35.解答：因为线圈