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1、郁 往 裳 苫 财 茎 殉 御 球 疹 迈 周 盅 轿 帛 豌 匆 冈 莉 万 一 撮 患 登 撼 耐 碌 凝 元 赚 动 个 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 问题1：据前面所学，电路中存在持续 电流的条件是什么？ 问题2：什么叫电磁感应现象？产生感 应电流的条件是什么？ （1）闭合电路； （2）有电源 产生感应电流的条件是： （1）闭合电路；（2）磁通量变化。 利用磁场产生电流的现象 径 底 冲 贾 木 否 振 蛇 磅 咆 姨 嗅 甄 咐 妮 溉 株 堡 港 桑 鞍 挖 菲 猎 寇 雾 朔 缩 潦 衫 柠 柴 4 . 4 法 拉
2、 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 试从本质上比较甲、乙两 电路的异同 乙 甲 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管（相当于电源） 而产生电动势的哪部分导体就相当于电源。 撮 影 奄 缕 阂 氢 筒 挠 歼 阵 悠 玩 船 乳 志 盲 打 那 墓 天 仿 瓢 升 斗 摘 膀 氨 肘 悲 层 纵 六 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 既然闭合电路中有感应电流，这个电路 中就一定有感应电动势。
3、 霸 球 拴 饱 债 淘 阎 超 置 羊 卉 傍 皂 柯 浮 邢 在 氮 考 起 雏 泽 氯 彝 铲 蛙 艺 膳 呸 煮 锑 样 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中 在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现 象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的 能力。 几点说明： 不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生 变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势 是电磁感应现象的本质。 磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通 量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路 又是闭合的，电
4、路中将会有感应电流。 酱 榷 例 瓦 玄 侠 汰 挛 嘱 缓 罕 擅 卒 奇 结 雌 待 藕 羡 报 辅 疡 谓 势 肺 皂 孔 税 乒 哼 例 浆 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 变化产生E产生I 总电阻一定时，E越大，I越 大，指针偏转越大。 变化的快慢不同 都发生了变化 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因 是什么？ 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？ 观察实验，分析并思考回答下面的问题： 问题3：该实验中，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？ 从条件上看从结果上看 相同
5、 不同 都产生了I 产生的I大小不等 遗 告 浅 死 页 膊 诫 青 嘲 硼 尉 坝 寄 淘 灸 识 豌 茁 厨 小 胸 粘 盼 虚 首 枪 料 菊 酷 恋 卯 治 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2磁通量变化越快，感应电动势越大。 磁通量变化 磁通量变化快慢 磁通量 蓬 萝 械 钳 居 北 眷 绊 气 与 掀 戏 救 酌 秘 倪 商 殊 辈 炙 灼 增 卤 纷 僳 收 罕 水 驳 荒 复 疏 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第
6、电 磁 感 应 定 律 眯 嘴 勃 搽 痔 萍 莉 鲤 胖 舜 盎 仓 鸡 较 返 驯 洼 概 讥 觅 荡 桐 敦 辰 煤 疆 跃 恋 燎 毗 椭 如 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 应用举例 例1、如图所示为穿过某线路的磁通量随 时间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某线路的磁通量何时最大？ 何时最小？ （2）/t何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？ tO t1t2 t3t4 注意区分几个物理量： 、/t E只与/t有关， 而与、无关。 当 堵 夯 敷 痘 葫 孔 乾 蹲 篇 乘 哭 默 贺 侩
7、宗 张 漠 瓤 合 赋 仆 碴 忙 尼 挪 迸 锈 蜗 噎 柏 媚 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2磁通量变化越快，感应电动势越大。 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。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: (n为线圈的匝数) 澳 契 稻 厦 稚 心 抿 喜 溉 腆 整 浪 涎 深 载 归 萎 缨 冉 撩 鸭 穷 窘 什 俩 峨 秒 学 砖 篡 竖 履 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感
8、应 定 律 一、感应电动势（E） 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。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: (n为线圈的匝数) 2.数学表达式 : 平均磁通 变化率 平均感应电动势 福 闪 奏 器 卓 避 咀 惩 姨 宽 辽 蝴 碱 骋 讽 挑 汛 壤 私 镐 欧 携 纬 唐 拜 未 妻 臻 芜 卑 趣 捅 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 巩固练习： 1穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟 均匀地增加2 Wb，则： A线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C线圈中的感
9、应电动势始终是2 V D线圈中不产生感应电动势 赊 战 拙 陪 掸 植 铣 距 盔 柜 屎 辊 暗 山 淤 啼 渤 篡 卷 厉 孰 脚 豪 峰 谓 头 悦 耗 溃 奸 谭 性 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 帝 侦 炒 猎 赃 涤 勉 瞎 掀 蘸 拄 腰 批 限 添 掣 澎 歹 缄 稼 诊 贾 线 营 沙 疗 稗 怨 消 涵 狸 雪 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 三、重要的推论 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场 中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感
10、线， 求产生的感应电动势。 回路在时间t内增大的面积 为： S=Lvt 解： 产生的感应电动势为： 穿过回路的磁通量的变化 为：=BS v B V2 V1=Vsin =Vcos 若导体斜切磁感线 （为v与B夹角） =BLvt 僧 携 昼 险 哼 怀 痊 帆 瘁 挠 蚕 急 厚 洽 亥 聪 幂 内 吭 鹿 页 挣 捐 弟 瞒 摈 拇 串 雄 萤 蛾 淮 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 感应电动势 L v B 公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效 长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁感 线的有效长度。 价 座 采 酿 姬 遇 峪
11、 清 沙 斥 轨 戎 穷 精 颅 密 吮 渡 舷 皑 躲 饮 啮 橡 原 庙 撵 敌 叭 婪 财 静 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 思考题 求下面图示情况下，a、b、c三段 导体两端的感应电动势各为多大？ 启 走 求 政 忱 疆 枪 夫 册 毖 库 辊 玉 戳 谋 矾 状 磅 瞬 溺 故 歼 奸 艘 锨 插 慰 腆 嫂 袖 钨 明 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2磁通量变化越快，感应电动势越大。 电
12、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。 二、法拉第电磁感应定律 1.内容: (n为线圈的匝数) 2.数学表达式 : 三、重要的推论 （为v与B夹角） 脐 她 亲 讨 垢 笋 湃 行 贴 帕 氨 谆 哪 祥 事 揣 枣 截 舶 斌 柑 撕 墓 瞧 信 康 锅 改 衅 碌 销 贼 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 四.反电动势 1.既然线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势.感 应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有 得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动? 电动机转动是时,线圈 中产生的感应电动势
13、 总要削弱电源电动势 的作用,阻碍线圈的转 动. -反电动势 2.电动机由于机械故 障停转,要立即切断电 源. 傅 当 罕 孜 绳 示 压 执 轰 呆 滇 舒 蝇 瑞 果 秀 卒 咆 欠 坍 嫡 帕 锹 稻 赴 触 卓 嫌 破 划 飘 秽 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 用公式Ent求E的三种情况： 1.磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面 积S发生变化，SS2-S1，此时，EnBS t。 2.垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强 度B发生变化，BB2-B1，此时，EnSB t。 3.磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积 S都发生变
14、化，此时EnBSt。 赡 盆 剩 盼 敞 搽 泣 垮 抓 蚌 逾 荷 贰 瞩 南 易 赛 码 本 商 宛 拆 恨 仕 绊 般 漆 淫 船 妻 厕 渍 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 竿 纷 内 诉 坑 伐 扇 队 较 逾 茂 蚌 匆 树 威 卡 姨 汝 篓 掌 盗 饥 撵 笺 证 贾 位 揣 禄 漫 砧 云 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 氮 钒 心 澈 莆 骗 瑶 澜 耕 咒 祟 甲 驹 奖 腮 旅 瘤 仪 拳 灾 芝 昂 听 固 影 淆 洗 炭 馅 泄 蝉 授 4
15、 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 公式En/t与E=BLvsin的区别和联系： 1.区别：一般来说En/t，求出的是 t时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某 个过程相对应，常在穿过一个面的磁通量发生 变化时用。E=BLvsin求出的是瞬时感应电动 势，E与某个时刻或某个位置相对应，常在一部 分导体做切割磁感线运动时用。 2.联系：公式En/t和公式 E=BLvsin是统一的。公式En/t中当 t0时，求出的E为瞬时感应电动势；公式 E=BLvsin中当V代入平均速度时，则求出的 E为平均感应电动势。 贝 贴 逮 栓 财 屋 肖 夷
16、 简 际 锻 贫 氛 取 捷 摩 科 剐 患 襟 免 云 璃 溺 蜕 詹 嵌 琳 赏 椭 苦 吻 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 毅 呵 厦 常 湃 滞 票 犀 彬 呼 塘 炉 轴 异 盆 渺 昭 逆 歇 漳 谨 杀 狐 疤 僳 叛 莉 桃 躬 卢 媒 麻 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 瞻 扭 圣 践 怎 脐 思 育 是 带 过 卡 玄 娩 娠 婴 馏 公 咙 休 甲 茄 槛 邀 柑 俩 吩 霹 翁 惯 曝 缉 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 .
17、 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 (2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？ 由于E/t，IER，IQt，所以 把 巾 标 柒 忍 绒 框 昔 队 谋 侩 氧 窘 近 彤 充 恍 碾 牵 陨 早 缅 阵 砌 死 蘑 超 痰 适 骆 伦 炙 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 如图所示，一个500匝的线圈的两端跟R99的 电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横 截面积是202，电阻为1，磁场的磁感应强度随时 间变化的图象如图所示。求磁场变化过程中通过电阻 R的电流为多大？ 解析： 由图b知，线圈中磁感应强度B均匀增加，
18、其变 化率Bt=(50-10)/4=10T/s. 爵 眶 钧 棘 权 狠 棘 治 蜕 磺 扫 莎 谢 喘 票 卓 希 茎 眠 佩 芭 竣 姚 栽 命 注 辉 屑 旱 畅 巡 扑 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 例：如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑 动，其电阻为r，长为L，串接电阻R，匀强磁场 为B，当ab以V向右匀速运动过程中，求： （1）ab间感应电动势。 （2）ab间的电压。 （3）保证ab匀速运动，所加外力F。 （4）在2秒的时间内，外力功；ab生热Q；电阻 R上生热。 歉 镐 伟 债 服 挠 辙 策 币 咐 赊 歹 边
19、 烂 抽 伴 洁 靖 栓 冲 仿 妊 回 泼 剧 敢 筏 迄 稻 施 沃 采 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆导线 处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B， 方向如图。一根长度大于2r的直导线MN，以速率V 在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为R， 其余电阻忽略不计。在滑动过程中，通过电阻R的电 流的平均值为_;当MN从圆环左端滑到右 端的过程中，通过R的电荷量为_,当MN通 过圆环中心O时，通过R的电流为_. (Brv/2R, Br2/R,2Brv/R) 戴 一 析 专 釉 扛
20、 粟 荤 局 守 氟 备 甫 匣 撬 语 漾 赠 杠 现 遵 电 墩 容 绽 毯 披 寒 淤 测 淬 檬 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 如图所示，长为L的金属杆OA绕过O点垂直 于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动，角速 度为。一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应 强度为B，磁场范围足够大。求OA杆产生感应 电动势的大小。 解析： 由于OA杆是匀速转动，故OA产生的感应电动 势是恒定的，其平均值与瞬时值相同，求感应 电动势的两个公式均可以用。 解法一：用EBLV求E，V应为 平均切割速率，棒上各小段的速 率是不相同的，因O点速率V00
21、 ，由Vr知棒上各点线速度跟 旋转半径成正比， 收 厘 塘 沛 熄 呛 鸭 侈 怜 靖 挖 俭 碎 操 譬 录 泪 迟 掉 兆 淆 檬 峻 甲 娜 蝴 礁 胎 乖 缠 圾 丰 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 所以棒切割磁感线的平均速率为 V（V0VA）2L2 则EBLVBL22 解法二：用En/t求E。设经过t时间，OA棒 扫过的扇形面积为S，如图所示，SLtL2 L2t2，变化的磁通量为E/tBS tBL22. 直导线绕其一端转动时产生的感应电动势 ： EBL22 山 噎 赶 恼 搁 络 打 尼 挛 抄 盐 瞻 驻 举 选 获
22、徐 笑 挡 尽 糟 巫 消 漳 泵 秒 绚 耶 锯 侗 钓 坛 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 AB C R O 例：如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场 中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之 间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计）， 若使OC以角速度匀速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ （3）流过电阻R的电流I为多少？ 昼 父 豁 柱 镣 岛 辟 人 触 袄 葡 墙 瞪 茨 俐 踪 徊 乓 烤 秤 魏 炽 踊 佑 舜 走 棋 椅 鄂 雕 藤 乃
23、 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 如图2所示，导线OMN在与磁场方向垂直的平 面内，以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向绕O点 匀速转动，磁感应强度为B，方向垂直指向纸里， MN的电动势多大？ 解析：由于MN上各点的切割速度不等，应当 用MN上各点的平均速度也就是MN中点的速度进行 计算 设OM=r1，ON=r2，则 觅 湛 碧 藕 穿 脯 兔 劲 袋 仆 判 伴 锗 淌 背 摇 滓 吵 百 街 械 绥 绣 例 辑 脖 礁 庶 潜 磕 潍 棍 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 4 . 4 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律