
二、法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 法拉第,英国物理学家、化学家。 对电磁学进行了比较系统的实验研究,发现了电磁感应现象;发明了第一台电动机和发电机;提出了电场、磁场等重要概念。 法拉第 1.在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 2.在恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么? 温故知新 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化, 闭合电路中就有感应电流 有导体,导体两端有电压 N S 甲 乙 产生电动势的那部分导体相当于电源 既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。 3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同 1、定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E).产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 一、感应电动势 2、产生条件:只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势。 3、方向判断:在内电路中,由电源的负极指向正极,跟内电路的电流方向一致。 磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质. 探究实验:影响感应电动势大小的因素? 实验:将条形磁铁插入线圈中,看电流表指针 是否发生偏转。 问题1:电流表指针偏转原因是什么?电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 问题2:将条形磁铁从同一高度,插入线圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同? 磁通量变化的快慢不同 磁通量的变化相同 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等 从条件上看 从结果上看 相同 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:磁通量的变化快慢用磁通量的变化率 来描述,即可表示为 越大,感应电流I越大,感应电动势E越大。 实验结论 进一步猜想:感应电动势的大小很可能与磁通量的变化率有关,并且成正比。 对实验进行推理 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 定律内容 取适当单位则k=1 线圈由1匝 n 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。 二、法拉第电磁感应定律: 2、数学表达式 (注意单位) 若有n匝线圈,则相当于有n个电源串联,总电动势为: 注意:公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向另行判断。 ? 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 无直接关系 磁通量变化△Ф 穿过回路的磁通量变化了多少 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 3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义 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? 产生感应电动势的条件 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: 4、用公式 求E的二种常见情况: (动生电动势) (感生电动势) 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0.09Wb。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1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。 25V 16V 1.6V 练习题 例1、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2、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? × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × G a b v 三、导体切割磁感线时的感应电动势 导体ab处于 ... ...
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