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1、第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律复习:电流的磁效应与电磁感应现象的区别电流的磁效应是“电生磁”的现象。电磁感应现象是“磁生电”的现象。二者——因果关系不同,是“可逆过程”。产生感应电流的条件是什么?闭合电路磁通量变化楞次定律的内容是什么?如何理解?应用要点。内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。理解:阻碍变化或反抗原因。应用要点:即增反减同、来拒去留、增缩减扩、增离减靠。探究一:比较甲、乙两个电路并思考思考一:图乙中在电键闭合状态,磁铁插入或拔出的过程,电路中有无电动势?既然闭合电路中有感应电流,也一定有电动势。思考二:图乙中在
2、电键断开状态,磁铁插入或拔出的过程,电路中有无电动势?无感应电流,但有电动势。可见——电磁感应现象的本质是产生电动势。电源——产生电动势的那部分导体相当于电源。甲NSG乙结论一:感应电动势概念定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E)。产生电动势的那部分导体相当于电源。产生条件: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。新问题:感应电动势大小如何计算?探究二:感应电动势大小如何计算?实验与观察收集信息分析加工信息综合得出结论NSG实验:将条形磁铁从同一位置抽出线圈,到同一高度。观察:快抽出和慢抽出有什么相同点和不同点?从条件上看
3、从结果上看相同不同Φ都发生了相同变化都产生了E(I)Φ变化的快慢不同产生的E(I)大小不等磁通量变化越快,感应电动势越大。因为Φ变化,所以有感应电动势产生,又因为有闭合电路,所以有感应电流产生现象:快抽出指针偏角大;慢抽出指针偏角小。猜想感应电动势:跟磁通量有关或跟磁通量的变化有关,还是跟磁通量的变化快慢有关。思考与讨论:下列推理正确的是磁通量大,磁通量变化一定大?磁通量大,磁通量的变化率一定大?磁通量变化大,磁通量的变化率一定大?磁通量的变化率大,磁通量变化的越快?物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过
4、回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的比较(类比速度、速度的变化和加速度)结论二:法拉第电磁感应定律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。1.内容:注意:公式中Δφ取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向另行判断。2.公式:n为线圈的匝数1.面积变化类: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:2.磁感应强度变化类: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:2、应用:用公式求
5、E的二种常见情况:关于电磁感应,下述说法中正确的是()A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D练习1练习2一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。练习3一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。16V1.6V练习4在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L
6、2线框绕中心轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:(1)线圈转过1/2周的过程中的平均感应电动势(2)线圈转过1/4周呢?B00'aωdcb×××××××××××××××××××××××Gabv回路在时间t内增大的×面积为:ΔS=LvΔt穿过回路的磁通量的变化为:ΔΦ=BΔS=BLvΔt产生的感应电动势为:(V是相对于磁场的速度)探究三:导体切割磁感线时的感应电动势计算思考:如图所示闭合线框一部分导体ab长l,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V1V2探究四:若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(
7、导体斜切磁感线)导线运动方向和磁感线平行时,E=0θ为v与B夹角θvB导线的长度L应为有效长度探究四:若导体形状不规则RvBErBvLLL/2L/22REr匀强磁场v、B、L两两垂直结论三:导体切割磁感线时的感应电动势计算导线的长度L应为有效长度速度v为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=0.50m,接有电阻R=0.30Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架电阻均不计,导体ab电阻为0.1Ω,当ab以v=4.0m/s的速度向右
8、匀速滑动时,试求:(1)导体ab上的感应电动势的大小(2)回路上感应电流的大小(3)ab两端的电压。练习5如