4-4法拉第电磁感应定律(新) LI

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新课标高中物理选修3-2第四章 电磁感应

§4-4

法拉第电磁感应定律

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温故知新:问题1:什么叫电磁感应现象？利用磁场产生电流的现象问题2:产生感应电流的条件是什么？

(1)闭合电路

(2)磁通量变化

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3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同S

甲

N

乙

产生电动势的那部分导体相当于电源

既然闭合电路中有感应电流，这 个电路中就一定有电动势。

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一、感应电动势1、定义：在电磁感应现象中产生的电 动势叫感应电动势(E).产生感应电动 势的那部分导体相当于电源. 2、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。 磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.

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探究实验：影响感应电动势大小的因素实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中， 电流表指针发生偏转。 问题1:电流表指针 偏转原因是什么？电 流表指针偏转程度跟 感应电动势的大小有 什么关系？ 问题2: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？

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模拟实验一NN

一根磁铁慢速插入

一根磁铁快速插入

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分析归纳：从条件上看 相同 Φ 都发生了变化 不同 磁铁插入的快慢不同 从结果上看 都产生感应电流 I 感应电流 I 大小不同

感应电动势大小不同

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模拟实验二N NN

一根磁铁快速插入

两根磁铁快速插入

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分析归纳：从条件上看 从结果上看

相同 磁铁的快慢相同 都产生感应电流 I 不同 磁通量变化量 △Φ 不同 感应电流 I 大小不同

感应电动势大小不同

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定性结论：感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关 磁通量变化率

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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 一电路的磁通量变化率成正比 。 2、公式：

t

(单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1) E n Φ注意：公式中Δ φ 取绝对 值，不涉及正负，感应电 流的方向另行判断。

t

n为线圈的匝数

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3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义物理意义 磁通量Ф穿过回路的磁感 线的条数多少 穿过回路的磁通 量变化了多少穿过回路的磁通 量变化的快慢

与电磁感应关系 无直接关系 产生感应电动 势的条件 决定感应电动 势的大小

磁通量变化△Ф 磁通量变化率

ΔΦ/Δt

弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？2、磁通量变化大，电动势一定大吗？

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4、应用:用公式 E n Φ 求E的二种常见情况：

t

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：

B S E n (动生电动势) t2.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： S B E n (感生电动

势) t

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例与练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。

25V

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例与练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。

16V

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例3、匝数为n=200的线圈回路总电阻 R=50Ω,整个线圈平面均有垂直于线 框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时 间变化的规律如图所示，求：线圈中的 感应电流的大小。 0.15 0.10 V 0.5V t 0.1 E n 100 V t

E I 2A R