选修1-1：3.2法拉第电磁感应定律.ppt

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1、一、电磁感应1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线，或穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流的现象。2．电磁感应产生的电流叫做感应电流。3．磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数。φ=BS——不要求掌握。二、产生感应电流条件：1．穿过闭合电路的磁通量发生变化。“Φ变”2．“Φ变”的原因：可能是B变、S变、B与S间的夹角变。知识回顾新课导入亚洲最大的风力发电站想一想，我们现实生活中需要强大的电力，是什么为我们大规模的使用电提供了依据呢？电气化需要强大的电力。要利用电磁感应现象来获得大规模使用的电，还有许多规律要探索

2、。　　例如，怎样使电磁感应获得的电压高一些，就是一个必须解决的问题。法拉第电磁感应定律的建立，为解决实际问题指明了方向，叩开了电气化的大门。小资料法拉第（1791—1876）是英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象，提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展有重大意义。他家境贫寒，出身于铁匠家庭，未受过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。法拉第３.２　法拉第电磁感应定律本章导航一．感应电动势二．法拉第电磁感应定律一．感应电动势定义：在电

3、磁感应现象中，既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。电源能够产生电动势，那么在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。想一想如下图所示的三个实验中，分别是哪部分相当于电源？图1中电源是导体棒AB；图2中电源是螺线管B；图3中电源是螺线管B。实验可知：产生感应电流的闭合电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻，电流为零，但是依然有电动势。可见，感应电动势才是电磁感应现象的本质，电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。下面我们就来共同研究感应电动

4、势的大小跟哪些因素有关。演示11．实验装置演示2．实验过程：通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。感应电动势的大小，与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。结论：演示21．实验装置演示２．实验过程：通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。感应电动势的大小，与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关，速度越大，产生的感应电动势越大。结论：演示31．实验装置演示2．实验过程：通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的

5、因素。感应电动势的大小，与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。结论：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。对于图1所示实验，磁场的磁感应强度不变，通过导体棒做切割磁感线的运动，改变了闭合电路的面积，从而改变穿过该电路的磁通量，从而产生了感应电动势。导体棒运动越快，则回路面积变化也越快，使得磁通量的变化越快，而电流表指针偏转角度越大，说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快，感应电动势越大。认真分析三个实验及其结论，找出共同的规律。设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1

6、，时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量ΔΦ/Δt来表示，也叫磁通量的变化率。感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关．结论：二．法拉第电磁感应定律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。2．表达式：Ｅ＝ΔΦ/Δt。3．单位：E（V），Φ（Wb），t（s）法拉第电磁感应定律上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的，设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，那么整个

7、线圈中的感应电动势又如何表示？若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势Ｅ为E=n△Φ/△t实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是Ｌ，以速度υ向右运动，产生的感应电动势怎么表示？【解析】在Δt时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1，这时线框的面积变化量ΔS=LvΔt穿过闭合电路的磁通量的变量ΔΦ=BΔS=BLvΔt代入

8、E=ΔΦ/Δt得到E=BLv。法拉第电磁感应定律进一步揭示了电与磁的相互联系，同时也告诉我们：电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的。　　今天，我们使用的电能从各种形式的能转化而来：风力发电：是把空气流动的动能转化为电能。水力发电：利用水的机械能带动发电