法拉第电磁感应定律的应用

第 1 页 法拉第与电磁感应定律

摘要：法拉第，在科学史上做出杰出贡献的实验物理学家,他是名副其实的穷二代，凭借高于常人的智商和自己坚持不懈的努力成为了举世闻名的科学家，他不只是在电磁学中引入了电场线和电磁感应线，这使得后人能更清楚、形象地理解电磁场。他最突出的成就就是发现了电磁感应定律，不但促进了科学的发展而且还开创了人类美好生活的新时代，为人类带来了丰富的物质和精神财富。

关键词：法拉第、电磁感应定律、应用、学习、感应电流

0引言

在21世纪的新时代，法拉第电磁感应定律的运用遍及人类生活的很多方面并使我们的生活越来越便捷，享受着这个时代独有的幸福的同时，我们便更想探索法拉第电磁感应定律具体应用在哪些方面，更想知道到底是什么样的天才发现了这样神奇的定律。本篇论文选择了对近代物理学做出了杰出贡献的英国科学家法拉第的生平进行全面的分析，并综述了电磁感应定律在科技史上的地位。文中有历史、人物和科学的发展过程。

1法拉第简介

1.1法拉第的家庭背景

法拉第，一个自学成才的理工男。1971年9月22日这个未来著名的物理学家呱呱坠地，他是家里的第三个儿子，他的家庭贫困，父亲是一个铁匠，靠着自己勤劳的双手养家糊口，收入甚微，入不敷出。所以，“富二代”、官二代“这样的身份注定与他无缘，要想以后出人头地，只能靠他自己的天赋和努力。贫困的家庭连温饱都难以解决，上学接受教育对他来说那只能是梦想。由于穷困，法拉第在人生最灿烂的时候辍学了，那一年他才13岁，是求知欲最强烈的年华。退学后，为生活所迫，他在街上卖报、在书店当学徒挣钱以贴补家用。是金子就一定会发光，是锤子就一定会受伤，法拉第无疑就是一块金子，就算是出生卑微，无学可上也不会阻碍他这块金子熠熠生辉。

1.2法拉第的求学及工作经历

法拉第酷爱学习， 任何一个学习机会对于他都是极其珍贵的，他的哥哥注意到了他的天赋，所以愿意资助他学习，他非常幸运地参加了很多科学活动。通过这些活动他开始接触到了科学的神秘世界并且深深地被科学所吸引，这一切为他未来成为科学家铺好了道路。如果你足够好上帝一定不会埋没你，而且总会为你开上一扇窗，法拉第就是被上帝宠爱的那个人才，上帝为他开了一扇窗从而结识了著名的化学家戴维，他被戴维的才华所征服，随即他大胆地写信给戴维讲述了他对一些科学的见解，并表明自己热爱科学、愿意为科学献身。机会总是垂青于有准备的人，法拉第的能力才华深受戴维的赏识，22岁的他就被戴维任命为自己的实验助理。名师出高徒，法拉第以戴维为师，这为他后来的成就铺就了一条康庄大道。而且法拉第聪明、刻苦，很受戴维的器重，所以每次戴维外出考察时总会让法拉第相伴，而每一次外出考察对他来说都是弥足珍贵的学习机会，都会是他增长知识、开拓视野。

法拉第电磁感应定律及应用

在2007年新课程标准中，“法拉第电磁感应定律”为(Ⅱ)要求，即对知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。

新课标的特点之一是注意联系实际，估计在今年高考中会更重视这一部分知识的应用性考查。新考纲的特点之一是注重力学和电磁学的考查，本人认为法拉第电磁感应定律是必考内容之一。下面是本人在这一知识点上的归纳：

一、法拉第电磁感应定律的概念理解

内容：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。

公式：tnE（此式中n为线圈匝数，为磁通量变化量，t为发生这磁通量变化所用的时间。此式与一段时间对应，所以所求结果为平均感应电动势）

另一表述：sinBLvE（此式为导体切割磁感线时所产生的感应电动势大小的计算式，注意L为有效长度，θ为v与B之间的夹角。此式中若v为平均速度则所求结果为平均感应电动势，若v为瞬时速度则所求结果为瞬时感应电动势，）

例1：（2000年全国）空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为1l。现有一矩形框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为2l，长边的长度为21l，如图所示，某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于___________________。

析：设矩形线框进入磁场时受安培力为F，则vBlE2

感应电流大小： REI/

所受安培力大小：vBlF2

人对线框做功为：111lFlFW＝人

线框出磁场时： 12WW

则从线框开始进入磁场到完全离开磁场过程中人对线框作用力所做的功： RvllBWWW/2122221

二、法拉第电磁感应中的力学问题

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法拉第电磁感应定律

班级：14物理一班 姓名：孟凡 学号：140702011124

 教学目标

1、知识与能力

（1）理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式。

（2）知道公式E=Blv的推导过程及适用条件。

（3）了解平均感应电动势和瞬时感应电动势。

2、过程与方法

（1）通过法拉第电磁感应定律的建立过程，进一步认识电与磁之间的联系。

（2）在学习电磁感应定律过程中，领略物理的美妙与神奇，培养科学的思维习惯。

3、情感、态度、价值观

（1）培养学生对实际问题的分析与推理能力。

（2）培养学生的辨证唯物主义世界观，尤其在分析问题时，注意把握主要矛盾。

 教学重、难点

重点：法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式E=ΔΦ/Δt、E=Blv的理解。

难点：磁通量变化的两种常见方式。

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一、引入

1、感应电流产生的条件

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。

2、感应电流的方向

楞次定律——感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

二、历史背景

①在19世纪20年代之前，电和磁的研究始终是独立发展的；

②到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，奥斯特始终相信电和磁之间可能存在着某种联系。一次偶然的实验，使他发现了电流磁效应——“电生磁”。

③在“电生磁”的启发下，法拉第经过大量的实验和无数次的失败后，最终发现了电磁感应现象——“磁生电”。

三、法拉第电磁感应定律

内容：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。

公式：Ent （平均感应电动势）

【其中，电动势的单位是伏（V）,磁通量的单位是韦伯（Wb）,时间的单位是秒（s）,n为线圈的匝数。】

四、磁通量变化的两种常见方式

※ 磁通量 3

概念：穿过某一面积的磁感线条数。

公式：cosBSBS （单位：2TmWb）

论文题目：法拉第与电磁感应定律

论文摘要：电磁感应现象的发现是电磁学发展史上的一个重要的成就，它进一步揭示了自然界中电现象和磁现象间的联系。本文简要地介绍了电磁感应现象的发现过程和法拉第电磁感应定律的确立，重点阐述了电磁感应现象的探索研究及其发现历程。

关键词 电磁感应现象； 电现象； 磁现象； 电磁感应定律

Faraday's law of electromagnetic induction

Paper Abstract: The discovery of the phenomenon of electromagnetic induction is the history of the

development of electromagnetism an important achievement, it further reveals the nature of

the phenomenon of electric and magnetic phenomena linkages. This paper describes the

phenomenon of electromagnetic induction and Faraday's discovery of the established law of

electromagnetic induction, focuses on the phenomenon of electromagnetic induction and

found that the course of exploration and research.

Key words：The phenomenon of electromagnetic induction ; Electrical phenomenon; Magnetic phenomena;

Law of electromagnetic induction.