第四章電磁感應

4.4法拉第電磁感應定律問題1：產生感應電流的條件是什么？（1）閉合電路（2）磁通量變化復習:問題2：楞次定律的內容是什么?感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流磁通量的變化。即增反減同、來拒去留、增縮減擴。問題3：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。甲NSG乙產生電動勢的那部分導體相當于電源1、定義：在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢（E）.

一、感應電動勢產生感應電動勢的那部分導體相當于電源.2、產生條件：只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就產生感應電動勢。觀察實驗,分析思考:問題4:在實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?Φ變化的快慢不同

Φ都發生了相同變化都產生了E(I)產生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應電動勢越大。磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結果上看相同不同Φ變化產生E產生I

二、法拉第電磁感應定律電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內容:注意：公式中Δφ取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。2.公式:n為線圈的匝數問題5：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問題6：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?

磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系:磁通量大(小,零)，磁通量的變化率不一定大(小,零);磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).思考與討論

物理意義與電磁感應關系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數多少無直接關系磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量變化了多少產生感應電動勢的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量變化的快慢

決定感應電動勢的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義(類比速度、速度的變化和加速度.)關于電磁感應，下述說法中正確的是()A、穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大B、穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大D、穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大D例與練1例與練2一個100匝的線圈，在0.5s內穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應電動勢。16V例與練3一個匝數為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0.5s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。1.6Vab×

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×××

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××Gabv回路在時間t內增大的×面積為：ΔS=LvΔt穿過回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt產生的感應電動勢為：（V是相對于磁場的速度）三、導體切割磁感線時的感應電動勢如圖所示閉合線框一部分導體ab長l,處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢θvBV1V2若導體運動方向跟磁感應強度方向有夾角(導體斜切磁感線)3、速度v為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)注意：2、導線的長度L應為有效長度1、導線運動方向和磁感線平行時,E=0Lvθ為v與B夾角勻強磁場v

、B、L兩兩垂直三、導體切割磁感線時的感應電動勢問題：公式

①與公式

②的區別和聯系？(1)

①求出的是平均感應電動勢,E和某段時間或某個過程對應；②求出的是瞬時感應電動勢，E和某個時刻或某個位置對應.(2)①求出的是整個回路的感應電動勢；②求出的是某部分導體的電動勢?；芈分懈袘妱觿轂榱銜r，回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。vabcdL1、區別：(1)公式①中的時間趨近于0時，則E為瞬時感應電動勢(2)公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應電動勢。2、聯系：公式①和公式②是統一的.如圖,一個水平放置的導體框架,寬度L=0.50m,接有電阻R=0.20Ω,設勻強磁場和框架平面垂直,磁感應強度B=0.40T,方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上,并能無摩擦地沿框滑動,框架及導體ab電阻均不計,當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導體ab上的感應電動勢的大小(2)回路上感應電流的大小E=BLv=0.80V例與練5如圖,長為L的銅桿OA以O為軸在垂直于勻強磁場的平面內以角速度ω勻速轉動,磁場的磁感應強度為B,求桿OA兩端的電勢差.ωAOA'例與練8四.反電動勢1.既然線圈在磁場中轉動,線圈中就會產生感應電動勢.感應電動勢加強了電源了產生的電流,還是削弱了它?是有得于線圈的轉動,還是阻礙了線圈的轉動?電動機轉動是時,線圈中產生的感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用,阻礙線圈的轉動.-----反電動勢2.電動機由于機械故障停轉,要立即切斷電源.課堂小結：1．理解感應電動勢的概念。2．磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，區別Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。3．理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式。4．會推導表達式E=BLvsinθ。5．會用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解決問題。第二課時習題課【例1】如圖12-3-5所示，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻磁場強度為B的勻強磁場中繞AB邊以ω勻速轉動,磁感應強度為B,初始時刻線框所在面與磁感線垂直,經過一定時間轉過900角,求:(1)線框內感應電動勢在時間內的平均值;(2)轉過900角時,感應電動勢的瞬時值.圖12-3-5ω【解析】(1)初始時刻磁通量磁能量Φ1=Ba2,磁感線從正面穿入,t時刻后,磁通量Φ2=0,且(Φ1-Φ2)=Ba2.E=△Φ/△t求出平均電動勢：E=2Ba２ω

/π；

典型例題(2)計算感應電動勢的瞬時值要用公式E=BLvsina；且a=900；故有：E=BLv；又由v=aω;則E=Βa2ω

；【例題2】如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有半徑為r的光滑半圓形導體框架。OC為一端繞O點在框架上滑動的導體棒，OA之間連一個阻值為R的電阻（其余電阻都不計），若使OC以角速度ω勻速轉動。試求：（1）圖中哪部分相當于電源？（2）感應電動勢E為多少？（3）流過電阻R的電流I為多少？ωABCRO【例3】如圖12-3-7所示，abcd是一個固定的U型金屬框架，ab和cd邊都很長，bc邊長為L，框架的電阻可不計，ef是放置在框架上與bc平行的導體桿，它可在框架上自由滑動(無摩擦)，它的電阻為R.現沿垂直于框架平面的方向加一恒定的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里，已知以恒力F向右拉導體ef時，導體桿最后勻速滑動，求勻速滑動時的速度.圖12-3-7【解析】當導體桿向右滑動時，通過回路efcb的磁通量將發生變化，從而在回路中產生感應電動勢E和感應電流I.設導體桿做勻速運動時的速度為v，根據法拉第電磁感應定律和歐姆定律可知：E=BLv、I=E/R;而磁場對導體桿的作用力為F安=BIL,且有F=F安，解得勻速滑動時的速度為：v=FR/B2L2.【例題4】如圖所示，裸金屬線組成滑框，ab可滑動，其電阻r，ab的長為L，串接電阻R，勻強磁場磁感應強度B，當ab以速度V向右勻速運動過程中，求（1）ab間感應電動勢。（2）ab間的電壓。（3）保證ab勻