高中物理一章四節(jié)法拉弟電磁感應定律課件

四、法拉第電磁感應定律

在閉合電路中有了電源才能使電路中出現(xiàn)持續(xù)的電流，在電磁感應現(xiàn)象中，閉合電路中出現(xiàn)感應電流，表明必存在與此相對應的電動勢，這一電動勢跟什么因素有關，是我們在本節(jié)的學習中著重解決的問題．一、感應電動勢1．感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源．2．感應電動勢與感應電流：感應電動勢是形成感應電流的必要條件，有感應電動勢不一定存在感應電流（要看電路是否閉合），有感應電流一定存在感應電動勢．二、法拉第電磁感應定律通過觀察電流表G指針偏角的變化情況，分析歸納出對一定的閉合電路，感應電流大小跟磁通量變化的快慢有關，從而得出感應電動勢大小與磁通量變化的快慢有關．1．磁通量的變化率

/

t：表示磁通量變化的快慢．（1）磁通量的變化率跟磁通量、磁通量的變化不同．磁通量為零時，磁通量的變化率不一定為零，磁通量變化大不等于磁通量的變化率大．（2）

/

t是指在時間內(nèi)磁通量變化快慢的平均值；

t0，

/

t表示在某瞬時磁通量變化的快慢，

2．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．公式表示：當E、

、

t都取國際單位時，k=1，所以有：

若線圈有n匝，則相當于n個相同的電動勢串聯(lián)，所以整個線圈中的電動勢為．3．法拉第電磁感應定律的應用

——導體做切割磁感線運動．（1）垂直切割時：如圖所示，導體由ab勻速移動到a1b1

，這一過程中穿過閉合回路的磁通量變化

=BLv

t，由法拉第電磁感應定律得：（2）切割方向與磁場方向成角時：如圖所示，將v分解為垂直B和平行B的兩個分量，其中：對切割有貢獻．

對切割無貢獻．

所以：所以可知：導線切割磁感線時產(chǎn)生的電動勢的大小，跟磁感強度B、導線長度L、運動速度v以及運動方向與磁感線方向的夾角的正弦sin

成正比例題1：長為L的金屬棒ab，繞b端在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉動，磁感應強度為B，如圖所示，求ab兩端的電勢差．解析：ab兩端電勢差等于金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢（因為沒有外電路），所以只要求出電動勢即可．棒上各處速率不等，不能直接用E=BLv來求，但棒上各點的速度v=r與半徑成正比，因此可用棒的中點速度作為平均切割速度代入公式計算：例題2、如下圖所示，半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸OO’以角速度ω作勻速轉動，勻強磁場的磁感應強度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時，則在金屬環(huán)轉過30°角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動勢的平均值是多大？分析：根據(jù)金屬環(huán)在磁場中轉動的始末位置穿過環(huán)的磁通量Φ1和Φ2以及完成這一變化所用時間△t，就可以求出環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢．例題3、如圖所示把線框abcd從磁感應強度為的勻強磁場中勻速拉出，速度方向與ab邊垂直向右，速度的大小為v，線圈的邊長為L，每邊的電阻為r，問，線圈在運動過程中，ab兩點的電勢差為多少？當線框abcd

整個在磁場的時候，穿過線圈的磁通量不變，無感應電流，ab和cd兩邊切割磁感線，等效電路圖如圖2所示：Uab=E=BLv當cd邊離開磁場，ab邊切割磁感線，ad，bc，cd邊的電阻屬于外阻，等效電路圖如圖3所示：Uab=E-Ir=BLv-Ir

當線框abcd整個在磁場的時候：Uab=E=BLv

當cd

邊離開磁場的時候：Uab=3BLv/4