4.4法拉第电磁感应定律
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法拉第电磁感应定律(法拉第电磁感应定律)一般指电磁感应定律
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电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律,电磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象,例如,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,产生的电流称为感应电流,产生的电动势(电压)称为感应电动势 [1]
。
电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手定则内容:伸平右手使拇指与四指垂直,手心向着磁场的N极,拇指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。简而言之,就是磁通量变大,产生的电流有让其变小的趋势;而磁通量变小,产生的电流有让其变大的趋势。 [1]
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定;e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。 [1]
中文名
电磁感应定律
外文名
Faraday law of electromagnetic induction
别 名
法拉第电磁感应定律
表达式
e=-n(dΦ)/(dt)
提出者 纽曼和韦伯
提出时间
1831年8月
适用领域
工程领域
应用学科
物理学、电磁学
时域表达式
e(t) = -n(dΦ)/(dt)
复频域公式
E = -jwnΦ (E和Φ是矢量)
南和一中高二物理组
1 4.4 法拉第电磁感应定律(第一课时)
教学目标
1. 知道什么叫感应电动势
2. 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ,△Φ, △Φ/△t的区别
3. 理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式
4. 知道公式E=BLV及E=BLVsinθ的推导,会用公式解决问题。
知识点一:电磁感应定律
感应电动势的大小与磁通量的变化 有关,磁通量的变化越 感应电动势越大,磁通量的变化 感应电动势越小。磁通量的变化快慢可以用磁通量的 来表示。
电磁感应定律:法拉第,纽曼,韦伯等人在对理论和实验资料进行严格分析后,于1845年和1846年先后指出: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,后人称之为法拉第电磁感应定律。
公式表示为: , 式中k是 ,当感应电动势单位为 磁通量的单位为 时间单位为 时k=1,公式可写成:
当线圈为n匝时公式表示为: 。
练习1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
练习2.一个200匝,面积为20cm的线圈放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增大到0.5T,在此过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是多少?磁通量的平均变化率是多少?线圈中的感应电动势的大小是多少?
§ 4.4法拉第电磁感应定律
制作人:赵祥 时间:2012-11-16
【自主学习】
一、复习回顾
1. 感应电流产生的条件是什么?
2.恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
二、阅读P15页前两段话回答一下问题
1.什么是感应电动势?
2. (1)图b中,哪部分相当于a中的电源?
(2)图b中,哪部分相当于a中电源内阻?
三、合作探究:
感应电动势的决定因素
(1)在图(b)中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?
(2)磁通量变化快慢的表示方法是什么?
二、电磁感应定律
1.内容:
表达式1:
2.由n匝线圈组成的闭合电路:
表达式2:
3. 若S不变,B变化,感应电动势如何表示?
若B不变,S变化,感应电动势如何表示?
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?
闭合回路的面积变化量为:ΔS=___________
磁通量的变化量:
Δφ=BΔS=___________________
感应电动势: E= 问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动
势是怎样计算的?
【实例探究】
题型一、对法拉第电磁感应定律的理解
1.若回路的总电阻一定,则由法拉第电磁感应定律知( )
A.穿过闭合电路的磁通量达最大时,回路中的感应电流达到最大
B.穿过闭合电路的磁通量为零时,回路中的感应电流一定为零
C.穿过闭合电路的磁通量的变化量越大,回路中的感应电流越大
D.穿过闭合电路的磁通量变化越快,回路中的感应电流越大
题型二、法拉第电磁感应定律的应用
1. 如图所示,边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行,经过1s线圈转了90°,求:
如皋市城西中学物理3-2活动单
1 b a §4.4 法拉第电磁感应定律(I)
一、学习目标:
1.知道什么叫感应电动势。
2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、tnE。
3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4.知道E=BLvsinθ如何推得。
二、学习重点与难点:
重点:法拉第电磁感应定律
难点:计算感应电动势
三、活动过程:
引入:问题1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
问题2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
问题3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
设问:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?
活动一 阅读教材P15第一段,认识感应电动势的存在及其产生条件。
问题1:如右图a所示,在螺线管中插入一个条形磁铁过程中,问
①、若电路是闭合的,有无电流?有无电动势?
②、若电路是断开的,有无电流?有无电动势?
问题2:产生感应电动势的条件是什么?
不管电路是否闭合,只要穿过电路的 发生变化,电路中就会产生感应电动势。
活动二、阅读教材P15第二段至电磁感应定律,完成下列填空。
1、由大量实验发现影响感应电动势的大小的因素是__________________________________。
2、精确实验表明:电路中感应电动势的大小,跟 成正比。
①设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1,t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2,在时间Δt=t2-t1内磁通量的变化量为ΔΦ=____________,磁通量的变化率为________,则感应电动势E=
____ 。
②设闭合电路是一个n匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,则感应电动势变E= 。