4.4.1法拉第电磁感应定律新课

E BLv （B，L，v两两垂直）
二、导体切割磁感线时的感应电动势
v
B
E BLv sin
假设结论正确 E t
得到其相关推论 E BLv
验证其推论的正确性
反向验证结论的正确性
你们能从能量转化与守恒的观点 推导出导体切割磁感线时产生的感应 电动势吗?
M
B
F
v
N
PF Fv BILv PE EI
E BLv
为什么电动机卡住时比不卡住时的 电流要大？
谢谢大家！
4.4 法拉第电磁感应定律
昆明市第一中学 杨习志
第二次工业革命是以什么的出现为 标志？
电、电器
产生感应电流的条件是什么？ 1.形成闭合回路 2.穿过闭合回路的磁通量发生变化
产生电流的条件是什么？ 1.形成闭合回路 2.闭合回路中有电压/电动势
穿过回路的磁通量发生变化就会产 生电动势，我们把这样的电动势叫做 感应电动势，产生感应电动势的那部 分导体就相当于电源
这三个实验的共性是什么？
穿过闭合回路的磁通量变化越快， 产生的感应电动势就越大！
如何描述磁通量变化的快慢呢？
ΔΦ Δt
一、法拉第电磁感应定律
闭合电路中的感应电动势的大小， 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成 正比。
E t
E n t
仅凭以上实验观察是否就能得出以 上结论呢？
E k( )x t
请阅读教材P15第三段！
二、导体切割磁感线时的感应电动势
如图所示，一水平放置的光滑U型导轨处于
磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感
Байду номын сангаас线垂直。把一根长为L的金属杆MN放于导轨上，
用恒力F拉着它以速度v向右作匀速运动。试推

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△Φ/ △t成正比． 2、数学表达式
E t
E t
En t
（国际单位时）
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.
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：
楞次定律
楞次定律指出：感应电流的方向，总是使感应 电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，它 是判断感应电流方向的普遍规律。 1．应用楞次定律判断步骤
愣次定律 感应电流磁场 B2方 向 原磁通变化(增加或减少 ) (与B1相 同 或 相 反 ) 原磁场B1方向
右手螺旋定则
感应电流方向
4.4法拉第电磁 感应定律
穿过回路的磁感 线的条数多少
穿过回路的磁通 量变化了多少 穿过回路的磁通 量变化的快慢
无直接关系
产生感应电动 势的条件 决定感应电动 势的大小
ΔΦ/Δt
注意：磁通量Ф=BS (与匝数无关)
思考与讨论
问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗? 问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无 直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不 一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变 化率不一定大(小). (可以类比速度、速度的变化和加速度)
例1、在赤道的上方，一根沿东西方向
的水平导体自由下落，下落过程中导体上各
点的电势高低是（ A ） A.东端高 B.西端高
C.中点高 D.无感应电动势产生
探究： 影响感应电动势大小的因素
我们怎样能够感知到感应电动势的大小？

Φ变化 产生E
产生I
问题2：电流表指针偏转程度跟感应 电动势的大小有什么关系？
E 由I 知： Rr
总电阻一定 时,E越大,I越 大,指针偏转 越大.
问题3:在实验么相同和不同?
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同 从结果上看 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等
（1）1.2V （ 2）
例4
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一 矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心 轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方 向转动。求: 0ω (1)线圈转过1/4周的过程 a 中的平均感应电动势 d
E
2 BL1 L2

b
B c 0'
例4
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一 矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心 轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方 向转动。求: 0ω (2)线圈转过1/2周的过程 a 中的平均感应电动势 d
法拉第电磁感应定律
S N
甲
G
乙
思考:
问题1：什么叫电磁感应现象？ 利用磁场产生电流的现象 问题2：产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路
（2）磁通量变化
问题3：试从本质上比较
甲、乙两电路的异同
甲
G
S
N
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。
一、感应电动势
物理意义
磁通量Ф 穿过回路的磁感 线的条数多少 穿过回路的磁通 量变化了多少 穿过回路的磁通 量变化的快慢 与电磁感应关系
无直接关系 产生感应电动 势的条件 决定感应电动 势的大小

少
磁通量的
表示在某一过程中穿过某一 ΔΦ＝Φ2－
Wb
变化量 ΔΦ
面积的磁通量变化的多少 Φ1
物理量 单位
物理意义
计算公式
磁通量的 变化率ΔΔΦt
表示穿过某一面积 Wb/s 的磁通量变化的快
慢
ΔΔΦt ＝ΔBΔB·tΔΔ·SSt
1．Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 均与线圈匝数无关． 2．磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ 很 大时，ΔΔΦt 可能很小，也可能很大；Φ＝0 时，ΔΔΦt 可能不为零．
联
推导出来的
系
(2)E＝nΔΔΦt 一般用于求平均感应电动势，在
Δt→0 时 E 为瞬时感应电动势
应用 E＝nΔΔΦt 或 E＝Blv 计算感应电动势时，首先要注意 弄清计算平均感应电动势还是计算瞬时感应电动势，其次要 弄清产生类型是磁场(磁通量)变化型所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路．虚 线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于回路 所在的平面．回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始 终与 MN 垂直．从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止， 下列结论正确的是( )
①在 电磁感应 现象中产生的电动势． ②产生感应电动势的那部分导体相当于 电源．
(2)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表达式：E＝ nΔΔΦt .
③符号意义：n 是 线圈匝数 ，ΔΔΦt 是 磁通量的变化率 ．
2．思考判断 (1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应 电动势也越大．(×) (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．(×)