法拉第电磁感应定律

问题1：电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源

(存在电动势)电磁感应现象中存在电动势复习回顾问题2：电磁感应现象中，也产生感应电流说明什么问题？法拉第电磁感应定律选修3-2自主学习问题：

1、什么时感应电动势？

2、感应电动势大小任何表述？问题：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?自主探究答：有，因磁通量有变化②、有感应电流,是谁充当电源?答：由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。③、上图中若电路都是断开的，有无感应电流？有无感应电动势？答：电路断开，肯定无电流，但有电动势。一、感应电动势定义:在电磁感应现象中产生的电动势。SN+G问题：产生感应电动势的条件是什么？闭合回路中的磁通量发生变化．(2)感应电动势的大小与哪些因素有关？⑴如何判断电路中产生感应电动势的部分导体正负极？自主探究SN+G++探究实验：探究影响感应电动势大小的因素实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？穿过电路的Φ变化产生E感产生I感问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。由全电路欧姆定律知I=问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

探究实验：探究影响感应电动势大小的因素问题3：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？从条件上看从结果上看相同不同磁通量的变化相同都产生了感应电流磁通量变化的快慢不同所产生的感应电流I的大小不同小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大说明：规定磁通量的变化快慢用磁通量的变化率来描述，即可表示为实验检验实验一：导体切割磁感线实验二：开关断开或闭合的瞬间，比移动滑动变阻器的滑片比较实验二中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时大，I感大，E感大。实验一中，导体棒运动越快，越大，I感越大，E感越大。结论总结实验结论:

越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。

二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。1.内容:注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。物理量都取国际单位2.公式:3.推论：当有N匝线圈时弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？

2、磁通量变化大，电动势一定大吗？

物理意义与感应电动势关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小1、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义法拉第电磁感应定律的理解a.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化此时：b.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化此时：2、用公式 求E的二种常见情况：法拉第电磁感应定律的理解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0.07Wb。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2T增加到9T。求线圈中的感应电动势。课堂练习例4、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2A不变！不变！巩固练习例5、匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。巩固练习例6、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，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时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？1、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。小结当有N匝线圈时当单匝线圈时2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义3、用公式 求E的二种常见情况：×

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××Gabv三、导体作切割磁感线运动导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势ab分析：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相对于磁场的速度1、B⊥VV⊥LL⊥B平均值或瞬时值L应为有效长度----两两垂直3、若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角）若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角2、B∥V，E=0vBV2=Vcosθ

V1=Vsinθ

θvB三、导体作切割磁感线运动推论：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。ωAOA'三、导体作切割磁感线运动如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、R2的电流大小。A××××

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×R2VBR1课堂练习四、对比两个公式求平均感应电动势△t近于0时，E为瞬时感应电动势求平均感应电动势,v是平均速度求瞬时感应电动势，v是瞬时速度四、反电动势1、定义：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流1、反电动势总是要阻碍线圈的转动线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.说明：2、电动机停止转动,就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.（机械阻力大、电压低）四、反电动势.一、感应电流与感应电动势

如何判断正、负极二、法拉第电磁感应定律tΦEDD=1、定义式：2、推论：三、反电动势线圈转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流小结：巩固练习例题1：下列说法正确的是（D）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例6：如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20㎝2，电阻为1Ω，磁感应强度以100T／s的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？解析：例7、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）ab中的电流大?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab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？RBrPMNaQbv（1）0.5A1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J巩固练习巩固练习例8、如图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少?

解：由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为：L=stanθ=at2tanθ据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为

v=at由题意知B、L、v三者互相垂直，有E=BLv=Bat2tanθ·at=Ba2t3tanθ即金属棒运动