4 法拉第电磁感应定律 [学习目标] 1.了解感应电动势的概念． 2.理解法拉第电磁感应定律，运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小．(重点、难点) 3.能运用计算导体切割磁感线时的感应电动势．(重点) 4.知道反电动势的定义和作用． 一、电磁感应定律 1．感应电动势 (1)在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源． (2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在． 2．磁通量的变化率 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示发生磁通量变化所用的时间． 3．法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合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． (2)公式：E＝. 若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n. (3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特． 二、导线切割磁感线时的感应电动势 1．导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv. 2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E＝Blvsin_θ. 甲 乙 三、反电动势 1．定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势． 2．作用：反电动势的作用是阻碍线圈的转动．如果要使线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供能量，此时，电能转化为其他形式的能． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大． (×) (2)感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断． (√) (3)穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大． (×) (4)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大． (×) (5)电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没有了反电动势，线圈中的电流就会很大，很容易烧毁电动机． (√) 2．如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( ) A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1 C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2 C [由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为a→c，由E＝Blv知E1＝Blv，E2＝2Blv，则E1∶E2＝1∶2，故选项C正确．] 3．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( ) A. B. C. D. B [根据法拉第电磁感应定律解题．线圈中产生的感应电动势E＝n＝n··S＝n··＝，选项B正确．] 对法拉第电磁感应定律的理解 1．理解公式E＝n (1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和回路总电阻R有关． (2)磁通量的变化率，是Φ-t图象上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向． (3)E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值．感应电流的方向可以用楞次定律去判定． (4)磁通量发生变化有三种方式 ①B不变，S变化，则＝B·； ②B改变，S不变，则＝·S； ③B、S变化，则＝. 2．由E＝n可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流I＝＝，通过电路中导体横截面的电荷量Q＝IΔt＝n. 3．注意：对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来 ... ...
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