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课件网) 2.2 法拉第 电磁感应定律 产生感应电流的条件是什么? (1)闭合电路 (2)磁通量变化 ,即:△Φ≠0 1、感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 试比较甲、乙两电路中电流产生的原因 N S 乙 甲 A 产生电动势的那部分导体相当于电源 E E 电源? 电流表指针为什么会偏转? 将条形磁铁从同一高度插入线圈中,磁铁运动速度的快慢不同有什么影响? Φ变化 产生E 有I 总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大。 电流表指针偏转角的大小和哪些因素有关 磁通量的变化量ΔΦ相同,都产生了感应电流I。 磁通量Φ变化的快慢不同,产生的感应电流I大小不等。 电流计指针摆动角度θ 感应电动势E的大小 磁通量变化的快慢 磁铁速度快慢 磁通量变化越快,磁通量的变化率越大, 感应电动势E越大。 磁通量的变化率 能量转化:机械能转化为电能 磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。 进一步研究表明:当磁通量变化而电路断开时,虽然没有感应电流,但是电路中仍然有感应电动势,感应电动势的产生与电路是否闭合无关。感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。 物理意义 与电磁感应关系 磁通量Ф 穿过回路的磁感线的条数多少 没有直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 决定是否产生感应电动势 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 穿过回路的磁通量变化的快慢 决定产生感应电动势的大小 对于 Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的理解 观察发光二极管亮度的变化 如图 所示,用一个多匝线圈与发光二极 管组成闭合回路。将强磁铁插入线圈中,观察发 光二极管的亮度与什么因素有关。 2、电磁感应定律 法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 (K是一个常数) (n为线圈的匝数) 当E、ΔΦ、Δt都取国际单位时,k=1 单位: 伏特;1V=1Wb/s 方向: 标量,但有方向,规定为电源的负极经过电源内部指向电源的正极; 与电源内部的电流方向一致。 法拉第电磁感应定律 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS=S2-S1, 2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变,ΔB=B2-B1, 3.垂直于磁场的回路面积S和磁感应强度B发生变, × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v a b 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 =BLvΔt 平均速度或瞬时速度 L应为切割磁感线的有效长度 导体切割磁感线时的感应电动势 匀强磁场 v θ B V2 V1 =Vsinθ =Vcosθ 若导体斜切磁感线 (θ为v与B夹角) 导线运动方向和磁感线平行时, E=0 导线运动方向和磁感线垂直时, E=BLv L的理解: L是垂直切割磁感线的有效长度。 求图中a、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大? L 求导线的有效长度 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 适用于匀强磁场,导体棒切割磁感线 求瞬时感应电动势,v是瞬时速度 求平均感应电动势,v是平均速度 适用于任何情况 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求:棒产生的感应电动势有多大? 解法2:取棒中点的速度代表棒的平均速度 如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求:棒产生的感应电动势有多大? 在一个磁感应强度大小随时间变化的磁场中, 垂直于磁场方向放一个面积为 0.10 m2 的线圈。在 0.20 s 内磁场各点的磁感应强度由 0 增大到 0.30 T, 求线圈中的平均感应电动势。 如图 所 ... ...