2.2.1法拉第电磁感应定律 课件（18张PPT）

2.2.1 法拉第电磁感应定律
一、影响感应电流方向的因素
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，感应电流的方向与磁通量的变化有关。
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；
当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。
二、楞次定律
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关呢？
教师实验：利用交流手摇发电机发电，使小灯泡发光
提出问题：（1）你看到了什么现象？（小灯泡发光）说明什么？（亮度不一样）说明什么问题？（发光，说明有感应电流，感应电动势的产生。亮度不同说明产生的感应电动势的大小不同。）
既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里产生的感应电动势叫感应电动势。
在用导线切割磁感线产生感应电流的实验中，导线切割磁感线的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流就越大。在向线圈中插入条形磁体的实验中，磁体的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。这些现象向我们提示，当回路中的电阻一定时，感应电流的大小可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示。也就是说，感应电流的大小与磁通量的变化率有关。
一、电磁感应定律
实验装置如图 2.2-1 所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管口 20 cm 、30 cm、40 cm 和 50 cm，记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。
做一做
一、电磁感应定律
1.感应电动势
(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)感应电动势与感应电流的关系
产生感应电动势的部分导体相当于电源,闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流,若导体回路不闭合,则没有感应电流,但仍有感应电动势。
（2）公式：E=?Ф????? 若闭合电路是一个n匝线圈，公式E=n?Ф?????
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单位：伏特
2.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。
情境探究
如图所示,我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。
(1)在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
(2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
(3)在图中,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?
要点提示:(1)穿过闭合电路的Φ变化? 产生E感? 产生I感。
(2)由闭合电路欧姆定律I=E/（R+r）知,当电路的总电阻一定时,E感越大,I感越大,指针偏转程度越大。
(3)磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同,即电流表指针偏转程度不同。
Φ、ΔΦ、ΔΦ/ Δt 的关系及感应电动势的大小
Φ、ΔΦ、ΔΦ/ Δt 的关系及感应电动势的大小
特别提醒（1）Ф、?Ф、?Ф????? 的大小没有直接关系，这一点可与运动学中????、?????、??????????三者类比。（2）Ф、?Ф、?Ф????? 的大小与线圈的匝数n无关。
?
例1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb,则(　　)
A.线圈中感应电动势每秒增加2 V
B.线圈中感应电动势每秒减少2 V
C.线圈中感应电动势始终为2 V
D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V
解析：
由E=nΔΦ/ Δt 知，ΔΦ/ Δt 恒定，n=1.所以E=2V
故选C。
C
一个面积S=4×10-2 m2、匝数n=100的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图所示,由图可知(　　)
A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率为8 Wb/s
B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化量等于零
C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D.在第3 s末的感应电动势为零
变式训练：
C
感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系。我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。
技法点拨：
法拉第电磁感应定律：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。
即：E= k△Φ/△t （k为比例系数）
在国际制单位中：E的单位是伏特（V）Φ的单位是韦伯（Wb）t的单位是秒（s）又： ，所以取国际制单位时，k=1
感应电动势可写为：a、公式：E=△Φ/△t（适合于任何情况）
当有n个线圈时 ，看成串联，则：E= n△Φ/△t
再见