第二章

電磁感應(yīng)人教版

選擇性必修第二冊法拉第電磁感應(yīng)定律影響感應(yīng)電流大小的因素有哪些呢？演示：影響感應(yīng)電流大小的因素結(jié)論：感應(yīng)電流大小與磁通量變化的快慢有關(guān)。在用導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗中，導(dǎo)線切割磁感線的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。在向線圈中插入條形磁體的實驗中，插入的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。這些現(xiàn)象提示我們，感應(yīng)電流的大小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)。而從閉合電路的角度，電流大小取決于電動勢和總電阻。那么，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中有沒有電動勢產(chǎn)生呢？決定感應(yīng)電流大小的因素是什么呢？本節(jié)課我們將探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電動勢問題，以及影響感應(yīng)電流大小的因素。××××××××××××××××vvG思考：從閉合電路的角度看，要形成持續(xù)的電流，電路中一定有電源提供電動勢。那么，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有沒有“電源”提供電動勢呢？從閉合電路角度看，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一定存在類似于“電源”的部分，這部分電路會像電源一樣提供一個電動勢，這種電動勢叫作感應(yīng)電動勢。“電源”“電源”××××××××××××××××vvG一、感應(yīng)電動勢“電源”“電源”1、感應(yīng)電動勢E感：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。2、產(chǎn)生E感

的那部分導(dǎo)體相當于電源。ABABA端相當于正極B端相當于負極A端相當于正極B端相當于負極注意：電路中有感應(yīng)電流，就一定有感應(yīng)電動勢；如果電路沒有閉合，這時雖然沒有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動勢依然存在。猜想：感應(yīng)電動勢的大小和哪些因素有關(guān)呢？結(jié)論：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化的快慢有關(guān)，和線圈的匝數(shù)也有關(guān)系。問題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問題2：磁通量變化大,磁通量的變化一定快嗎?

磁通量變化快慢可以用變化率表示，磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關(guān)系:磁通量大，磁通量的變化率不一定大;磁通量的變化大，磁通量的變化率也不一定大。思考：如何描述磁通量變化的快慢？二、磁通量的變化率1、磁通量：2、磁通量的變化量：3、磁通量的變化率：

類似于：三、法拉第電磁感應(yīng)定律1、表述：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的

變化率成正比。（在國際單位制中，比例常數(shù)K=1）2、表達式：（適用于單匝線圈）（適用于n匝線圈）3、注意：因

描述的是

內(nèi)磁通量變化的平均快慢，故

計算出的是

內(nèi)E

感

的平均值。例題：一個100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動勢。二、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢1、導(dǎo)線垂直切磁感線從中可知：B、L、v越大，E感越大，和實驗事實相符。B、L、v大小的確定比

的確定要簡單得多，所以導(dǎo)線切割問題，使用

計算感應(yīng)電動勢更為方便。

2、導(dǎo)線斜切磁感線導(dǎo)線平行于磁場方向運動時，不切割磁感線，穿過電路的磁通量也不會變化，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一個夾角θ時，可以將速度v進行分解。（有效切割速度）（只切不割，不產(chǎn)生E感

）3、切割的有效長度問題如果導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身不垂直時，可以將速度v沿平行于桿和垂直于桿兩個方向分解，沿桿的運動不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，也可以將桿投影到與v垂直的方向，桿的實際切割效果和“投影桿”的切割效果相同?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢羦投影投影（式中的L指的是有效長度）當導(dǎo)線和磁場方向垂直時，導(dǎo)線的有效長度等于導(dǎo)線端點之間的連線在垂直于速度方向上的投影。4、導(dǎo)線轉(zhuǎn)動切割磁感線ωAOA'長為L的導(dǎo)體棒OA以端點為軸，在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動時，也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將導(dǎo)線分割成無數(shù)小段，每一小段都在垂直切割磁感線，但越往外，切割的速度越大，可以用平均速度來計算。對桿：平均速度故：四、動生電動勢1、E動

：導(dǎo)線切割磁感線運動時產(chǎn)生的電動勢。2、表達式：3、動生電動勢對應(yīng)的非靜電力是洛倫茲力的沿桿分力。（總的洛倫茲力對電荷不做功）4、“動生電”過程，安培力做負功?？朔才嗔ψ龉Φ倪^程中，其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能。安培力做功的絕對值可以作為轉(zhuǎn)化的電能的量度。練習1、在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一矩形線框,邊長ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時針方向轉(zhuǎn)動。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過1/4周的過程中的平均感應(yīng)電動勢(2)線圈轉(zhuǎn)過1/2周的過程中的平均感應(yīng)電動勢練習2、如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計,在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導(dǎo)體棒長ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運動.(1)ab中的電流多大?a