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(共20张PPT)
宁冰霜
4.法拉第电磁感应定律
.
理解E=BLV和E=Δ?/Δt的区别和联系
了解感应电动势、反电动势的概念，知道感应电动势产生的条件
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理解并能应用法拉第电磁感应定律解决问题
预习检测
1.感应电动势：
。
产生感应电动势的这部分导体相当于是
。
答案：电磁感应现象中产生的电动势；电源
2.闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一点路的
成正比，即E=
。
答案：磁通量的变化率；Δ?/Δt、nΔ?/Δt
3.磁通量的变化率是表示
的物理量。
答案：磁通量变化快慢
4.导体棒垂直切割磁感线时产的感应电动势大小E=
。
答案：BLV
预习检测
5.判断正误
（1）线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
（2）线圈中磁通量的变化量Δ?越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。
（3）线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。
（4）线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。
（5）有感应电动势就一定有感应电流。
答案：×、×、×、√、×
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6.如图所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将
（选填“变大”或“变小”）。在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为
V。
S
N
答案：变大；0.2
新课学习
知识回顾：
1.电路中存在持续电流的条件是什么？
闭合电路；有电源
2.产生感应电流的条件是什么？
穿过闭合回路的磁通量发生变化
在上面两个实验电路中，哪部分导体相当于电源？
左图中的导体棒和右图中的线圈
新课学习
思考：如何确定等效电源的正负极呢？
A
×
×
×
×
×
×
a
b
I
-
+
A
?
?
?
?
?
+
-
既然导体棒或线圈能够提供感应电流，说明导体棒或线圈上具有电动势---感应电动势。
无论是导体棒切割磁感线还是线圈磁通量发生变化，用楞次定律（右手定则）判断感应电流方向时，四指所指方向为电源正极。
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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。
闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有感应电动势；产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2.产生感应电动势的条件：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。
无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，都会有感应电动势，如果电路是闭合的，就会有感应电流。
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送电能的能力。
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法拉第电磁感应定律
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二、法拉第电磁感应定律
1.内容：闭合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.公式：
磁通量变化率
线圈匝数
注意：①法拉第电磁感应定律计算的是平均感应电动势；
②公式中所有物理量均取国际单位；
③Δ?取绝对值。
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三、正确理解?、Δ?、Δ?/Δt
项目
定义
物理意义
与电磁感应的关系
?
磁感强度B与垂直磁场有效面积S的乘积
表示垂直穿过某个面积磁感线的条数
无直接关系
Δ?
磁通量的改变值
表示磁通量变化的大小
产生该应电动势的条件
Δ?/Δt
磁通量变化量Δ?与所用时间t的比值
表示磁通量变化的快慢
决定感应电动势的大小
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例1.有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？
解析：根据法拉第电磁感应定律，可得：
根据闭合电路欧姆定律，可得：
电热器
R
r
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例2.如图，把导体框EFMN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。可移动导体棒AB长为L，它以速度v向右运动，在Δt时间内，由原来位置运动到ab处。则导体棒上的感应电动势多大？
E
×
×
×
×
×
×
×
×
F
M
N
A
B
a
b
解析：这一过程线框面积的变化量是
ΔS=LvΔt
则穿过闭合电路的磁通量的变化量是
Δ?=BΔS=BLvΔt
根据法拉第电磁感应定律
导体棒切割磁感线感应电动势：E=BLv
（B?v）
如果v是平均速度，计算的就是平均感应电动势；如果v是瞬时速度，计算的就是瞬时感应电动势。
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导体切割磁感线的电动势
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例3.如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴转动时，线圈中的感应电动势是否发生变化？为什么？设线圈的两个边长分别是L1和L2，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度是B。试证明：在图示位置时，线圈的感应电动势为：E=BSω。式中S=L1L2，为线圈的面积。
解析：导体棒垂直切割磁感线是的速度：
v=L1ω
根据法拉第电磁感应定律有
E=BL2v
解得：E=BL1L2ω=BSω
ω
B
O
O'
L1
L2
v
L1
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三、反电动势
思考：如图是直流电动机工作原理图。
1.标出AB和CD两个边的受力方向。
2.线圈转动时，是否会产生感应电动势？
3.这个感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电流？是有利用线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
直流电动机工作原理图
A
B
C
D
F
F
解析：根据左手定则可判断安培力方向如图所示。导体棒切割磁感线，会产生感应电动势，根据楞次定律可判断，感应电动势方向（感应电流方向）与原电流方向相反，削弱了原电流；感应电流的安培力方向与转动方向相反，阻碍线圈的转动。此时的感应电动势称之为反电动势。
随堂练习
练1.关于感应电动势，下列说法中正确的是（　　）
A.
产生感应电动势的那部分导体相当于电源
B.
在电磁感应现象中电源内部的电流从负极流向正极
C.
在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势
D.
电路中有感应电流就一定有感应电动势
答案：ABD
随堂练习
练2.如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻．导轨上跨放着一根长为L=0.2m，每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时，试求：
（1）电阻R中的电流；
（2）cd两点间的电势差；
（3）金属棒所受安培力的功率。
答案：（1）0.4A；（2）0.12V；（3）0.08W
R
·
·
·
·
·
·
·
·
M
N
P
Q
a
b
c
d
v
课堂小结
一、感应电动势
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势。
闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有感应电动势；产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
2.产生感应电动势的条件：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。
无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，都会有感应电动势，如果电路是闭合的，就会有感应电流。
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送电能的能力。
课堂小结
二、法拉第电磁感应定律
1.内容：闭合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.公式：
注意：①法拉第电磁感应定律计算的是平均感应电动势；
②公式中所有物理量均取国际单位；
③Δ?取绝对值。
导体棒切割磁感线感应电动势：E=BLv
（B?v）
如果v是平均速度，计算的就是平均感应电动势；如果v是瞬时速度，计算的就是瞬时感应电动势。

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