法拉第電磁感應定律

第四章電磁感應

4法拉第電磁感應定律

比較甲、乙兩電路的異同乙甲相同點：兩電路都是閉合的，有電流不同點：甲中電池作為電源乙中螺線管作為電源有電源就有電動勢一、感應電動勢1.感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。2．感應電動勢與感應電流的關系：①有感應電流一定存在感應電動勢；IV②有感應電動勢不一定存在感應電流。（要看電路是否閉合）3.感應電動勢的大小跟哪些因素有關？（1）部分導體切割磁感線（2）條形磁鐵穿插螺線管（3）通電螺線管穿插螺線管感應電動勢的大小跟磁通量變化的快慢有關。導線運動的速度越快,產(chǎn)生感應電流越大；磁鐵插入的速度越快，感應電流就越大。結論:二、法拉第電磁感應定律1.內容: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。2.公式:n為線圈的匝數(shù)表示磁通量變化的快慢3.單位:在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯（Wb）、電動勢的單位是伏（V）①B不變,

S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1：②S不變,

B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1：4.應用:用公式求E的幾種常見情況：③如果B、S都變化呢？5.對公式的理解（1）感應電動勢E的大小取決于穿過電路的磁通量的變化率，而與Φ的大小、△Φ的大小沒有必然的關系，與電路的電阻R無關；感應電流的大小與感應電動勢E和回路總電阻R有關。（2）磁通量的變化率，是Φ－t圖像上某點切線的斜率，可反映單匝線圈感應電動勢的大小和方向。（3）用公式所求的感應電動勢為整個閉合電路的感應電動勢，而不是回路中某部分導體兩端的電動勢。（4）公式只表示感應電動勢的大小，不涉及其正、負，計算時，△Φ應取絕對值，至于感應電流的方向，可用楞次定律判定。注：1、Φ、△Φ、

均與線圈匝數(shù)無關2、Φ、△Φ、三者的大小之間沒有直接關系，Φ很大，△Φ、

可能很小，也可能很大；

Φ＝0，可能不為01、有一個50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應電動勢。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。3、一個匝數(shù)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。25V16V1.6V1三、導體切割磁感線運動時的電動勢導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度是B，長為L的導體棒ab以速度v勻速切割磁感線，求:產(chǎn)生的感應電動勢。ab×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×××

×

×

×

×

×

×

×

×

×GabvΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應電動勢為：ΔΦ=BΔS=BLvΔtV是相對于磁場的速度1、V

⊥B

，V⊥L

，

L⊥B

——兩兩垂直平均值或瞬時值L應為有效長度分析：

找有效速度2、V∥B，V⊥L

，L⊥BvB3、V

與B成角，V⊥L

，L⊥B

E=0θvBV1V2θ為v與B夾角速度v為平均值，E就為平均值速度v為瞬時值，E就為瞬時值勻強磁場v

、B、L兩兩垂直LvB找有效長度。4、V

⊥B

，L⊥B，導體棒不是直線L為導線切割磁感線時的有效長度。如果導線不和磁場垂直，L應是導線在與磁場垂直方向投影的長度；

如果切割磁感線的導線是彎曲的，則應取與B和V都垂直的等效線段長度來計算。

求下面圖示情況下，a、b、c三段導體兩端的感應電動勢各為多大？E=BLv如圖，勻強磁場的磁感應強度為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內運動，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應電動勢。abθvE=BLvsinθ2

如下圖所示，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'5、導體棒轉動切割磁感線時的感應電動勢棒上各點速度不同，其平均速度則1831年10月28日,法拉第在一次會議上展示的圓盤發(fā)電機。如圖,有一勻強磁場B=1.0×10-3T，在垂直磁場的平面內,有一金屬棒AO,繞平行于磁場的O軸順時針轉動,已知棒長L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應電動勢有多大？3解法2：取棒中點的速度代表棒的平均速度如圖,有一勻強磁場B=1.0×10-3T，在垂直磁場的平面內,有一金屬棒AO,繞平行于磁場的O軸順時針轉動,已知棒長L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應電動勢有多大？3四、兩個公式的對比求平均感應電動勢△t近于0時，E為瞬時感應電動勢求平均感應電動勢,v是平均速度求瞬時感應電動勢，v是瞬時速度五、反電動勢V此電動勢阻礙電路中原來的電流.

故稱之為反電動勢。電動機轉動時產(chǎn)生的感應電動勢總要削弱電源產(chǎn)生的電流1.能量轉化：線圈要維持原來的轉動就必須向電動機提供電能，電能轉化為機械能。2.說明：①正因為反電動勢的存在,所以電動機中歐姆定律不成立。②電動機停止轉動時就沒有了反電動勢，電動機可能會因電流過大燒毀

1、穿過一個電阻為1Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻減少2Wb，則（）A、線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2vB、線圈中的感應電動勢一定是2vC、線圈中的感應電流一定是每秒減少2AD、線圈中的感應電流一定是2A不變！不變！2、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示（正弦圖象一部分），則（）A.線圈中0時刻感應電動勢為0B.線圈中0時刻感應電動勢最大C.線圈中D時刻感應電動勢為0D.線圈中A時刻感應電動勢大于B時刻感應電動勢斜率表示Φ的變化率3、有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時間內通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？ωABCRO4.如圖所示，在磁感應強度為B