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第二章 电磁感应
2.2 法拉第电磁感应定律
选择性必修第二册
N
S
G
产生电动势的那部分导体相当于电源
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势（E ）.
一、感应电动势
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。
3. 感应电流：只要磁通量变化，电路中就产生感应电动势；若电路又闭合，电路中就有感应电流.
1. 定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
一、感应电动势
二、实验探究
结论：感应电动势大小与磁通量的变化率（ ）有关
探究影响感应电动势大小的物理量
探究感应电动势大小与磁通量变化率的定量关系
1. 携带条形磁铁的小车
2. 带有刻度的倾斜轨道，轨道末班固定了一个挡板，档板上面固定了一个线圈
3. 电流传感器
4. 数据采集器
5. 已安装Elabdock软件的电脑
6. 数据线
实验器材
将磁铁从同一位置以不同的速度插入线圈，磁通量的变化量相同，磁通量变化所用的时间
实验方案设计：
磁铁插入线圈中某点时的磁通量的变化率正比于磁铁插入该点时的速度
N
S
1.如何控制磁铁插入线圈某点时的速度？
让携带条形磁铁的小车从倾斜导轨不同位置释放，小车与挡板碰前磁铁的速度
2.如何测量感应电流？
利用电流传感器可以精确测量感应电流。传感器测得的数据可以通过数据采集器在电脑上呈现。
N
S
小车从不同位置释放，小车与挡板碰前磁通量变化率之比等于小车与挡板碰前磁铁速度之比。
小车与挡板碰前磁铁速度
通过电脑软件得到小车从不同位置释放时的感应电流随时间变化的图像，图像中感应电流的峰值应是小车与挡板碰前，与磁铁速度对应的电流。
实验原理
x
1. 按图示将实验将器材摆放好，将线圈与电流传感器相连，电流传感器与数据采集器连接，再用数据线将采集器与电脑连接。
实验步骤：
6. 通过点线图记录数据，并读出数据（峰值）。
2. 打开ElabDock 软件（软件对话窗口会显示已连入的传感器）
3. 对电流传感器调零
4. 打开点线图，电流设置为纵轴数据。
5. 将带有条形磁铁的小车分别从距离挡板的10cm,20cm,30cm处释放。
点击开始按钮，传感器工作（每个位置重复三次，求平均值）
距离 10cm 20cm 30cm
感应电流 1.69 mA 2.39 mA 2.92mA
实验数据：
条形磁铁运动到最低点时的速度之比（磁通量的变化率之比）为
1： ：
：
感应电流之比为：1.69：2.39：2.92约等于1： ：
三次实验小车运动距离之比为 1：2：3
进而证明感应电动势与磁通量的变化率成正比
数据分析：
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，感应电流的方向可以用楞次定律判定。
2.公式:
在国际单位制中，k＝1
n为线圈的匝数
三、法拉第电磁感应定律
例1.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(　)
答案 B
例2.如图所示,，把矩形线框 CDMN 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。设线框可动部分导体棒 MN 的长度为 l，它以速度 v 向右运动，在 Δt 时间内，由原来的位置 MN 移到 M1N1。
求产生的感应电动势.
答案
（1）. B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1：
（2）. S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1：
3. 磁通量变化的三种情况
（3）. S发生变化, B也发生变化：
课堂小结
3.法拉第电磁感应定律的内容
1. 感应电动势的概念
2.利用传感器找到了感应电动势大小与磁通量的变化率的定量关系

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