3.2法拉第電磁感應(yīng)定律

3.2．法拉第電磁感應(yīng)定律劉桂成2017.10.13教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)

1．交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及中性面的特點(diǎn)。

2．交變電流的變化規(guī)律。難點(diǎn)

對(duì)Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt物理意義的理解。一、電磁感應(yīng)

1．磁通量：穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)φ。φ=BS——不要求掌握。

2．電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

3．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線，或穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。

二、產(chǎn)生感應(yīng)電流條件：

1．穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。“Φ變”

2．“Φ變”的原因：可能是B變、S變、B與S間的夾角變。知識(shí)回顧感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，既然在閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電源沒有接入電路時(shí)，兩端的電壓叫做電動(dòng)勢(shì)。

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)十電源。在同一個(gè)電路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大。那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟什么因素有關(guān)呢？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。想一想如下圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，分別是哪部分相當(dāng)于電源？圖1中電源是導(dǎo)體棒AB；

圖2中電源是螺線管B；

圖3中電源是螺線管B。

實(shí)驗(yàn)可知：產(chǎn)生感應(yīng)電流的閉合電路斷開就相當(dāng)于接入一個(gè)阻值無窮大的電阻，電流為零，但是依然有電動(dòng)勢(shì)?？梢姡袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象重要的是看感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無。下面我們就來共同研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)11．實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）圖1演示插入動(dòng)畫2．實(shí)驗(yàn)過程：

通過改變導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與導(dǎo)體棒切割磁感線的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)21．實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）圖2演示插入動(dòng)畫２．實(shí)驗(yàn)過程：

通過改變條形磁鐵插入和拔出螺線管的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關(guān)，速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)31．實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1）圖3演示插入動(dòng)畫

2．實(shí)驗(yàn)過程：

通過改變滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。結(jié)論：

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：

穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

對(duì)于圖1所示實(shí)驗(yàn)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，通過導(dǎo)體棒做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，改變了閉合電路的面積，從而改變穿過該電路的磁通量，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)越快，則回路面積變化也越快，使得磁通量的變化越快，而電流表指針偏轉(zhuǎn)角度越大，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)。磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。認(rèn)真分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)論，找出共同的規(guī)律。

設(shè)時(shí)刻t1時(shí)穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時(shí)刻t2時(shí)穿過閉合電路的磁通量為Φ2，則在時(shí)間Δt＝t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的變化快慢可以用單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量ΔΦ/Δt來表示，也叫磁通量的變化率。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化△φ和所用時(shí)間△t都有關(guān)．結(jié)論：1．內(nèi)容：

電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

2．表達(dá)式：Ｅ∝ΔΦ/Δt

寫成等式形式，乘上比例系數(shù)k

即Ｅ＝kΔΦ/Δt

。

3．單位：E（V），Φ（Wb），t（s）

法拉第電磁感應(yīng)定律上式中的常數(shù)k等于多少呢？

若閉合電路由單匝線圈構(gòu)成的，則

k=1，則E=ΔΦ/Δt

若閉合電路是由n匝線圈構(gòu)成的，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同，則k=n，則E=nΔΦ/Δt

實(shí)際工作中，為了獲得較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，常常采用幾百匝甚至幾千匝的線圈。

一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

2．實(shí)驗(yàn)表明：

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通變化的快慢有關(guān)。

3．磁通量的變化率：

設(shè)時(shí)刻t1的磁通量是Φ1，時(shí)刻t2的磁通量變?yōu)棣?，則：

磁通量的變化量：

△Φ＝Φ2－Φ1

磁通量的變化率：

△Φ/t=(Φ2－Φ1)/(t2－t1)課堂小結(jié)

二、法拉第電磁感應(yīng)定律

1．法拉第電磁感應(yīng)定律：

電路中感應(yīng)