法拉第电磁感应定律.ppt

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1、N0G图甲图甲图乙图乙 在图乙中，哪在图乙中，哪部分相当于甲中的部分相当于甲中的电源？电源？磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象EN磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象0G在电磁感应现象中产生的在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势电动势叫感应电动势。 一、感应电动势一、感应电动势 感应电感应电动势的大小动势的大小跟哪些因素跟哪些因素有关？有关？010203040G 问题问题1：该实验中，该实验中，电流表指针的偏转程电流表指针的偏转程度跟感应电动势的大度跟感应电动势的大小有什么关系？小有什么关系？ 由闭合电路的欧姆定律知

2、，当由闭合电路的欧姆定律知，当电路中的总电阻一定时，电路中的总电阻一定时，E越大，越大，I越大，指针偏转越大。越大，指针偏转越大。 将条形磁铁从将条形磁铁从同一高度同一高度迅速和缓慢迅速和缓慢地分别插入或拉出螺线管中，观察表针地分别插入或拉出螺线管中，观察表针的最大摆幅，看看产生的感应电动势是的最大摆幅，看看产生的感应电动势是大还是小。大还是小。 换用换用强磁铁强磁铁重做上述实验重做上述实验,并记录实并记录实验现象。验现象。 二、探究感二、探究感应电动势大小应电动势大小学生实验学生实验1 1要求：要求：010203040GSNAB 导体导体AB用用不同的速度不同的速度切割磁感线，切割磁感线，观

3、察表针的最大摆幅，看看产生的感应观察表针的最大摆幅，看看产生的感应电动势是大还是小。电动势是大还是小。 换用换用强磁铁强磁铁重做上述实验重做上述实验,并记录并记录实验现象实验现象。学生实验学生实验2要求：要求：010203040G010203040GSN 导体导体AB用不用不同的速度切割磁同的速度切割磁感线，感线，观察表针观察表针的最大摆幅，换的最大摆幅，换用强磁铁重做上用强磁铁重做上述实验并记录实述实验并记录实验现象验现象。学生实验学生实验2要求：要求： 学生实验学生实验1要求：要求： 将条形磁铁从同将条形磁铁从同一高度迅速和缓慢地一高度迅速和缓慢地分别插入或拉出螺线分别插入或拉出螺线管中，

4、观察表针的最管中，观察表针的最大摆幅。换用强磁铁大摆幅。换用强磁铁重做上述实验并记录重做上述实验并记录实验现象。实验现象。ABN0G螺线管螺线管磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象学生实验学生实验1现象：现象：N0G螺线管螺线管磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象学生实验学生实验1现象：现象： 问题问题2：该实验中，将该实验中，将同一磁铁同一磁铁从同一从同一高度用高度用不同的速度不同的速度插入或拉出螺线管中，穿插入或拉出螺线管中，穿过螺线管的磁通量的变化有什么相同和不同？过螺线管的磁通量的变化有什么相同和不同？得出什么结论

5、？得出什么结论？ 慢速的现慢速的现象象快速的现快速的现象象相同点相同点不同点不同点结论结论慢速的现慢速的现象象快速的现快速的现象象相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这一穿过这一电路磁通电路磁通量的变化量的变化相同相同慢速的现慢速的现象象快速的现快速的现象象相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这一穿过这一电路磁通电路磁通量的变化量的变化相同相同穿过这一穿过这一电路磁通电路磁通量的变化量的变化所用时间所用时间不同不同慢速的慢速的现象现象快速的现快速的现象象相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这穿过这一电路一电路的磁通的磁通量的变量的变化相同化相同穿过这一穿过这一电路的磁电路的磁通量的变通量的变化

6、化所用时所用时间间不同不同感应电动感应电动势的大小势的大小与磁通量与磁通量变化快慢变化快慢有关有关N0G螺线管螺线管磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象学生实验学生实验1现象：现象： 问题问题3：该实验中，比较该实验中，比较强弱不同强弱不同的磁的磁铁从同一高度铁从同一高度慢速慢速插入或拉出螺线管中，穿插入或拉出螺线管中，穿过螺线管的磁通量的变化有什么相同和不同？过螺线管的磁通量的变化有什么相同和不同？得出什么结论？得出什么结论？ 弱磁铁的现弱磁铁的现象慢速象慢速强磁铁的现强磁铁的现象慢速象慢速相同点相同点不同点不同点结论结论弱磁铁的现弱磁铁的现象慢速象慢速强

7、磁铁的现强磁铁的现象慢速象慢速相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这一穿过这一电路磁通电路磁通量的变化量的变化所用时间所用时间相同相同弱磁铁的现弱磁铁的现象慢速象慢速强磁铁的现强磁铁的现象慢速象慢速相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这一穿过这一电路磁通电路磁通量的变化量的变化所用时间所用时间相同相同穿过这穿过这一电路一电路磁通量磁通量的变化的变化不同不同弱磁铁的现弱磁铁的现象慢速象慢速强磁铁的现强磁铁的现象慢速象慢速相同点相同点不同点不同点结论结论穿过这一穿过这一电路的磁电路的磁通量的变通量的变化化所用的所用的时间时间相同相同穿过这穿过这一电路一电路的磁通的磁通量的变量的变化不同化不同感应电

8、动感应电动势的大小势的大小与磁通量与磁通量变化快慢变化快慢有关有关N0G 向螺线管中插入向螺线管中插入或拉出条形磁铁，磁或拉出条形磁铁，磁铁的磁场越强、速度铁的磁场越强、速度越快，产生的感应电越快，产生的感应电动势就越大。动势就越大。 说明：感说明：感应电动势的大应电动势的大小与磁通量变小与磁通量变化的快慢有关。化的快慢有关。磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象磁铁与螺线管相对运动时的电磁感应现象学生实验学生实验1现象：现象：010203040GSNAB 导线切割磁感线产生感应电流，导线切割磁感线产生感应电流，导线运动的速度越快、磁体的磁场越导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流和

9、电动势越大。强，产生的感应电流和电动势越大。学生实验学生实验2的现象的现象 进一步进一步说明：说明：感应电动势的大小感应电动势的大小与磁通量变化的快与磁通量变化的快慢有关。慢有关。学生实验学生实验2要求：要求： 导体导体AB用不同的速度切用不同的速度切割磁感线，割磁感线，观察表针的最大摆幅，看看观察表针的最大摆幅，看看产生的感应电动势是大还是小。换用强产生的感应电动势是大还是小。换用强磁铁重做上述实验并记录实验现象磁铁重做上述实验并记录实验现象。二、探究感应电动势大小二、探究感应电动势大小 可以发现，可以发现， / t越大，越大，E感感就越大，感应电动势的大小就越大，感应电动势的大小完全由磁通

10、量的变化率决定。完全由磁通量的变化率决定。结论结论引入：磁通量引入：磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量、磁通量的变化率磁通量的变化率/ t。 感应电动势的大小与磁通量变化的感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关。快慢有关。(类比：类比：V、 V、 V/ t)/ t、大小无关。大小无关。三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律N三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律 其中其中K为比例常数为比例常数t kEtE若闭合电路是一个若闭合电路是一个n匝线圈且匝线圈且穿过每匝线圈的磁通量变化率穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同都相同 若闭合电路是一个若闭合电路是一个n匝线圈，则匝线圈，则 所以

11、所以整个线圈整个线圈的感应电动势是单匝线圈的的感应电动势是单匝线圈的n n倍。倍。 在实际工作中在实际工作中, ,为了获得较为了获得较大的感应电动势大的感应电动势, ,常常采用几百常常采用几百甚至几千匝的线圈。甚至几千匝的线圈。t nE三峡水电站年发电三峡水电站年发电量量847亿千瓦时亿千瓦时 法拉第是英国著名的物法拉第是英国著名的物理学家、化学家。他理学家、化学家。他家境贫家境贫寒，出身于铁匠家庭，未受寒，出身于铁匠家庭，未受过系统的正规教育，但却在过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，众多领域中作出惊人成就，他刻苦勤奋、探索真理、他刻苦勤奋、探索真理、四、导线切割磁感线时的感应电

12、动势四、导线切割磁感线时的感应电动势感应电动势的另一种表述感应电动势的另一种表述 如图所示，闭合电路一部分导体如图所示，闭合电路一部分导体ab匀强磁场中，磁感应强度为匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长的长度为度为L，以速度，以速度v匀速切割磁感匀速切割磁感线，试推导感应电动势线，试推导感应电动势E的表达式。的表达式。 RaL1v=1T1m1m/saa11 所以所以,当导线的切割速度当导线的切割速度V与磁场成与磁场成角角时时,产生的感应电动势产生的感应电动势E=BL=BLVsin 为为V与与B之间的夹之间的夹角角比较：公式比较：公式E=n/t 与与E=BLvsin 的区别与联系的区别与联系 E

13、=n/t和和E=BLvsin 在本质上是统在本质上是统一的。后者是前者的一种特殊情况。一般地，一的。后者是前者的一种特殊情况。一般地，当穿过电路的磁通量发生变化时，用当穿过电路的磁通量发生变化时，用E=n/t求求E比较方便，但是，当直导体做比较方便，但是，当直导体做切割磁感线运动时，用切割磁感线运动时，用EBLvsin 求求E比比较方便。较方便。 E=n/t求得是求得是t时间内的平均感应电动时间内的平均感应电动势，当势，当t0时，则时，则E为瞬时感应电动势；而为瞬时感应电动势；而E=BLvsin ，如果，如果v是某时刻的瞬时速度，是某时刻的瞬时速度，则则E也是该时刻的瞬时感应电动势；若也是该时

14、刻的瞬时感应电动势；若v为平为平均速度，则均速度，则E为平均感应电动势。为平均感应电动势。 （ 类比类比p=w/t和和p=Fvcos）你知道了吗？咱们你知道了吗？咱们来看看下面的实例来看看下面的实例吧！吧！例题例题1：下列说法正确的是（：下列说法正确的是（ ）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生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的感应电动势一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量

15、变化得越快，线圈中产线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大生的感应电动势越大D 例题例题2：一个匝数为一个匝数为100,面积为面积为100cm2的线圈垂直磁场放置，在的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内内穿过它的磁场从穿过它的磁场从1T增加到增加到9T。求线圈中。求线圈中的感应电动势大小。的感应电动势大小。解：解：由电磁感应定律可得由电磁感应定律可得 E=n/t 由由 联立可得联立可得E=n /t 代入数值可得代入数值可得注意：我们现在只求感应电动势的大小，所注意：我们现在只求感应电动势的大小，所以实际上是代入以实际上是代入/ /t t 的的绝对值绝对值。t 我们学习了感应电动势，进一步认我们学习了感应电动势，进一步认识了电磁感应现象的本质，使我们找到识了电磁感应现象的本质，使我们找到了又一种形式的电源，为我们发电、用了又一种形式的电源，为我们发电、用电奠定了实验和理论基础。电奠定了实验和理论基础。tt1、感应电动势的定义及产生条件；、感应电动势的定义及产生条件；2、感应电动势的大小、感应电动势的大小 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律： E=n/t 当导线切割磁感线时感应电动势又可以当导线切割磁感线时感应电动势又可以表示：表示：E=BLvsin，当，当vB时：时：E=BLv。