4.4法拉第电磁感应定律 课件

磁通量实验
法拉第进一步证明了磁通量变化 率与感应电动势的关系。
电磁感应的应用
法拉第电磁感应定律在许多领域中有着广泛的应用，包括电力工程、发电机、感应加热等。
电力工程
电磁感应被用于发电、电力 输送和电网运行等方面。
发电机
基于电磁感应的原理，发电 机将机械能转化为电能。
感应加热
通过电磁感应产生的热能， 可用于感应加热领域，如感 应炉和感应焊接。
磁控管技术
磁控管技术利用电磁感应来控 制粒子的速度和能量，用于科 学研究和工业应用。
无线充电
电磁感应也被用于无线充电领 域，方便人们的生活和工作。
感应电动势
感应电动势是感应电流产生的 原因之一。
法拉第电磁感应定律的实验验证
科学家法拉第通过实验证实了电磁感应现象，并进一步验证了法拉第电磁感应定律。
迈克尔·法拉第
法拉第是电磁感应定律的创始人 之一，通过实验验证了该定律。
线圈实验
通过将导线绕成线圈，并将磁场 引入其中，法拉第证明了磁通量 变化会引起感应电动势。
1 不可逆性
感应电动势的产生和磁通量的变化存在着不 可逆性，即无法逆转。
2 感应电动势的阻力
感应电动势在电路中会引起阻力，降低电流 的流动。
电磁感应的相互作用及应用展望
电磁感应不仅在能源领域有着广泛的应用，还在磁控管技术、无线充电等领域中起着重要作用。
能源利用
电磁感应在能源的转化和利用 方面具有重要意义。
电磁感应的历史及发展
法拉第电磁感应定律的发现和进一步研究对电磁学的发展产生了重大影响，并为电磁现象的理解奠定了 基础。
1
发现电磁感应
法拉第在19世纪中期首次发现了电磁感应现象。

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：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表 指针发生偏转。 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，快插入和慢插入由什么相同和不同？
取适当单位 则k=1
线圈由1匝 n
二法拉第电磁感应定律
1、内容：
电路中感应电动势的大小，跟穿过这 一电路的磁通量变化率成正比 。
2、公式：
t
（单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1） 注意：公式中Δ φ 取绝对值，不涉及正负，感 应电流的方向另行判断。
3、用公式 E n Φ 求E的二种常见情况：
若导体斜切磁感线
（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）
Байду номын сангаас
B V1=Vsinθ θ v V2 =Vcosθ
说明：
E BLv1 BLvsin
（θ 为v与B夹角）
1、V方向和B平行时，θ=0 ，E=0 2、速度V为平均值，E就为平均值. 速度V为瞬时值，E就为 瞬时值. 3、导线的长度 L应为有效长度
模拟实验一
Ｎ
Ｎ
一根磁铁慢速插入
一根磁铁快速插入
分析归纳：
从条件上看 相同 不同 从结果上看
磁通量变化量 △Φ 相同 都产生感应电流 I 感应电流 I 大小不同 磁铁插入的快慢不同
感应电动势大小不同
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
Ek t
En t
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

A.感应电流大小恒定，顺时针方向
B.感应电流大小恒定，逆时针方向
C.感应电流逐渐增大，逆时针方向
D.感应电流逐渐减小，顺时针方向
【解析】选B.由B-t图知：第2秒内 B恒定，则E= SB
t
t
也恒定，故感应电流 I= 大E 小恒定，又由楞次定律判断
R
知电流方向沿逆时针方向，故B对，A、C、D都错.
8.（2010·桂林高二检测）如图（a）所示，一个电阻值 为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接 成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区 域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵 轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，求0至t1时间内
• 保持小线圈电流不变（控制磁通量），改 变小线圈升降速度。
实验结果
（1）用同样快速（控制时间）: 电流弱（磁场弱）时, △φ小,指针偏转小 电流强（磁场强）时, △φ大,指针偏转大
（2）用一根条形磁铁（控制磁通量）: 快速， △t小,指针偏转大 慢速， △t大,指针偏转小
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关.
且不计空气阻力，则金属棒在
运动过程中产生的感应电动势
的大小变化情况是( )
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法判断
【解析】选C.金属棒被水平抛出后做平抛运动，切割 速度保持v0不变，故感应电动势E=BLv0保持不变，故 C对，A、B、D都错.
4.如图所示，将玩具电动机通过开关、电流表接到电 池上，闭合开关S，观察电动机启动过程中电流表读 数会有什么变化？怎样解释这种电流的变化？
4.4法拉第电磁感应定律

电动机是把电能转化为机械能的装置，例 如初中学过的直流电动机． 由于电动机转动时，线圈要切割磁感线， 也会产生感应电动势，这个电动势总是要 削弱电源电动势的作用，我们把这个电动 势称为反电动势．
题型1
如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁 场B，其方向垂直纸面向外．一个边长也为a的等边三角形导 线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，当它以周期T 绕其中心O点在纸面内匀速转动时，框架EFG中产生感应电 T T 动势，若经 线框转到图中的虚线位置，求在 时间内感应电 6 6 动势的大小？
自主学习
1．重新做一下探究电磁感应现象的实验，
会发现当磁铁插入线圈的快慢不相同时， 灵敏电流计指针偏角____________，插入 速度越快，指针偏角__________，说明感 应电流__________． 2．实验证明，电路中感应电动势的大小， 跟穿过这一电路的________________成正 比． 3．电动机转动时，线圈中也会产生感应 电动势，这个感应电动势总要________电 源电动势的作用，我们把这个电动势称为 ________电动势．
集体讨论1
(2010·南京六中期中)下列几种说法中正确
的是( ) 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．线圈中磁通量越大，产生的感应电动 势一定越大 C．线圈放在磁场越强的位置，产生的感 应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生 的感应电动势越大
(1)棒两端的电压UMN.
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率． 解析：(1)把切割磁感线的金属棒看成一个
具有内阻为R，电动势为E的电源，两个半 圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如 图所示． 等效电源电动势为E＝Blv＝2Bav