§4.4法拉第电磁感应定律

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1、第四章电磁感应§4.4法拉第电磁感应定律问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）磁通量变化。利用磁场产生电流的现象3法拉第电磁感应定律试从本质上比较甲、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）1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就是电源。一、感应电动势问题1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？2、感应电动势和

2、感应电流关系：感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。⑶产生感应电流只不过是一个现象，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。问题2：影响感应电动势大小的因素？实验结论：感应电动势

3、E的大小与磁通量的变化快慢有关，即与磁通量的变化率有关．实验探究3、磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢问题3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？（可以类比速度、速度的变化和加速度。）磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。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变化率△Φ/△t成正比．二、法拉第电磁感应定律：2、数学表达式（注意单位）问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝？若有n匝线圈，则相当于有n个电源

4、串联，总电动势为：注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。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。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。问题：公式中E表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？说明：（1）所求E为t时间内的平均感应电动势（2）Δt0时，E为瞬时感应电动势4、如下图所示，半径为r的金属环绕通

5、过某直径的轴OO'以角速度ω作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？oO'BΦ/10-2Wbt/sABD0120.15、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：()A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4VABD三、导体作切割磁感线运动如图所示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

6、v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势ab××××××××××××××××××××××××Gabv回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相对于磁场的速度）例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθv练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？。××××××××××××××××××××××××××××××ＶＯR若速度方向与水平面成θ角斜向下呢？θvBV1=Vsi

7、nθV2=Vcosθ若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：1、导线的长度L应为有效长度。2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0.3、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）。问题：公式①与公式②的区别和联系？1、一般来说，①求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。2、①求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如上图。vabcdLL区别

8、：1、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势2、公式②中v