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1、2021/2/1214.4法拉第电磁感应定律2021/2/122问题1:电路中存在持续电流的条件是什么?问题2:产生感应电流的条件是什么?（1）闭合电路（2）有电源（1）闭合电路（2）磁通量变化2021/2/123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）乙图中产生感应电动势的哪部分导体就是电源。2021/2/124一、感应电动势E1.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。2021/2/125⑶产生感应电流只不过是一个现象,
2、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:⑴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。⑵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,电路中将会有感应电流。2021/2/126Φ变化产生E产生I总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转角越大。Φ变化的快慢不同Φ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
3、？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不同都产生了I产生的I大小不等2021/2/1272．磁通量变化越快,感应电动势越大。1.内容: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(K是一个常数)(n为线圈的匝数)∵k=1,对n匝线圈就有2021/2/128(n为线圈的匝数)2.数学表达式:是一段时间内磁通量的平均变化率算出的是平均感应电动势当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动势等于全段时间内导体的平均感应
4、电动势。2021/2/129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2Wb,则:A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中的感应电动势始终是2VD．线圈中不产生感应电动势2021/2/1210三、用公式E＝nΔΦ／Δt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,ΔS＝S2-S1,此时，E＝nBΔS／Δt。2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时，E＝nSΔB／Δt。3.磁感应强度B和垂直于磁场的回路面积S都发生变化,此时E＝n(B2
5、S2-B1S1)／Δt。2021/2/1211四、运动导体产生的感应电动势如图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匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。vθBV2V1=Vsinθ=Vcosθ若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角）2021/2/1212v公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效长度。如果导线不和磁场垂直,L是导线在垂直磁场方向上的投影长度。如果导线是弯曲的,应取与B.V垂直的等效直线的长度2021/2/1213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?2021/2/12142．如右图所示的匀强
6、磁场中,B=0.4T,导体ab长L=40cm,电阻Rab=0.5Ω，框架电阻不计，当导体ab以v=5m/s的速度匀速向左运动时，电路中产生的感应电流为。1.6A巩固练习2021/2/1215例1、如图所示为穿过某线框的磁通量Φ随时间t变化的关系图,根据图回答:（1）穿过某线路的磁通量Φ何时最大?何时最小?（2）Δφ/Δt何时最大?何时最小？（3）感应电动势E何时最大？何时最小？ΦtOt1t2t3t4注意:①Δφ/Δt就是Φ－t图象的斜率②E只与Δφ/Δt有关,而与Φ、Δφ无关。2021/2/12162．一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动,穿
7、过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系如图1,当线圈处于如图2所示位置时，它的:A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大√巩固练习ΦtOt1t2t3t4图1图22021/2/1217例2.如图(a)图所示,一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积为20cm2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如(b)图，求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大?20
8、21/2/1218例3.如图所示,一水平放置的平行导体框架宽度L＝0.50m,接
