選修32第四章第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律

第四章電磁感應(yīng)第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律情境導(dǎo)入感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路就有感應(yīng)電流。楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。問題導(dǎo)入既然一個閉合導(dǎo)體回路中存在了感應(yīng)電流，那么就一定有電動勢。感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當于電源。感應(yīng)電動勢的大小跟哪些因素有關(guān)呢？生成展示紐曼、韋伯在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，于1845年和1846年先后提出：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。公式:后人將之稱為法拉第電磁感應(yīng)定律！在國際單位制中，電動勢的單位是伏特、磁通量的單位是韋伯、時間的單位是秒。磁通量的變化量ΔΦ應(yīng)取絕對值！質(zhì)疑互動感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)嗎？公式:n匝線圈可以看成n個單匝線圈串聯(lián)而成。對n匝線圈中的感應(yīng)電動勢：注意：1磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者均與線圈匝數(shù)無關(guān)。2此公式所求的感應(yīng)電動勢為整個閉合電路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體兩端的電動勢。生成展示不同情況下計算感應(yīng)電動勢：1磁感應(yīng)強度變化，穿過面積不變。2穿過面積變化，磁感應(yīng)強度不變。3磁感應(yīng)強度變化，穿過的面積也變化。質(zhì)疑互動例：有一個1000匝的線圈，，求線圈中的感應(yīng)電動勢。如果線圈的電阻是10Ω，把一個電阻為990Ω的電熱器連接在它的兩端，通過電熱器的電流是多大？質(zhì)疑互動例：把矩形線框ABCD放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線框平面跟磁感線垂直。設(shè)線框可動部分CD的長度為l，它以速度v向右運動，求閉合回路中的感應(yīng)電動勢是多少？BACD生成展示導(dǎo)體棒切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：公式:注意：1正交性：本式要求B、l、v是三者相互垂直。2相對性：式中的v為導(dǎo)體和磁場間的相對速度。3有效性：l應(yīng)為導(dǎo)線在切割磁感線時的有效長度。若B與v的方向不垂直，如何求導(dǎo)體棒切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？質(zhì)疑互動例：把矩形線框ABCD傾斜放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線框平面跟磁感線夾角為θ。設(shè)線框可動部分CD的長度為l，它以速度v沿線框向上運動，求閉合回路中的感應(yīng)電動勢是多少？BACD生成展示公式:注意：這兩個表達式均是指的導(dǎo)體棒平動切割磁感線的情況。當B與v的方向不垂直時，導(dǎo)體棒切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：如何求導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？質(zhì)疑互動例：長為l的導(dǎo)體棒AB繞B端在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為B，AB棒所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小是多少？BA質(zhì)疑互動例：矩形線圈在勻強磁場中繞AB軸轉(zhuǎn)動時，線圈中的感應(yīng)電動勢是否變化？設(shè)線圈的兩個邊長分別是L1和L2，轉(zhuǎn)動時的角速度是ω，磁場的磁感應(yīng)強度為B。試求：在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢是多少？BAL1L2公式區(qū)別研究對象整個閉合回路回路中做切割磁感線運動的那部分導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體切割磁感線運動的情況計算結(jié)果Δt內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢某一時刻的瞬時感應(yīng)電動勢聯(lián)系