高中物理选修1-1-法拉第电磁感应定律

“我最伟大的发现是一个人，是法拉第！”第二节法拉第电磁感应定律问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）磁通量变化。利用磁场产生电流的现象问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势产生感应电动势的那部分部分导体就是电源一、感应电动势1：感应电动势、感应电流电路闭合时有感应电动势、感应电流。电路断开时有感应电动势，无感应电流。2：影响感应电动势大小的因素？一、感应电动势试从本质上比较甲、乙两电路的异同乙甲相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）有电源就有电动势实验一使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针的偏转程度。螺线管和电流表组成闭合电路：当磁铁穿进（或抽出）的速度大时，电流表指针偏转当磁铁穿进（或抽出）的速度小时，电流表指针偏转大小√大小√导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动的速度越快，产生的感应电流越大.P46图3.1-2实验中（动画：1）向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大P47图3.1-3实验中(短片2与动画3）1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关，即与磁通量的变化快慢有关.综合结论产生感应电流产生的条件：闭合电路中的磁通量发生变化。△φ=（Φ2-Φ1）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．二、法拉第电磁感应定律表达式:tΦEΦ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义物理意义与电磁感应关系磁通量Ф磁通量变化△Ф磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系穿过回路的磁通量变化了多少产生感应电动势的条件穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小二、法拉第电磁感应定律思考：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝？如果闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同。由于n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中感应电动势是单匝线圈的n倍。二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小tΦEtΦnEn为线圈的匝数三．电磁感应现象中能量是守恒的法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的产生一定以消耗其他形式的能量为代价的.今天,我们使用的电能从各种形式的能转化而来:水力发电,风力发电,火力发电……水力发电站火力发电站新西兰地热发电站各种获得大规模电能的实用方案都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的，不同的是如何推动发电机发电。开门时线圈中会有电流吗？分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着4个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？1.电路中感应电动势的大小，是由穿过这一电路的所决定的。a、磁通量b、磁通量的变化量c、磁通量的变化率以上填空的三个选项，正确的显然是c，但你能说明选项a和b的含义吗？你认为当年安培实验的猜想是哪个选项？2、在图中，闭合矩形线圈不动，磁体在线圈中转动，如果磁体转动的速度不同，线圈中产生的感应电动势相同吗？3、两个匝数不同的线圈绕在同一个圆筒上，如图，它们的匝数nAnB，当一个条形磁体穿过圆筒时，哪个线圈产生的感应电动势大些？答：在磁体转动时，线圈中会有变化的电动势，磁体转动速度不同时，感应电动势不同。答：穿过A、B线圈的磁通量的变化率可以认为是相同的，由于nAnB，所以EAEB。4、某自行车上有一个如图所示的装置，滚轮靠在自行车轮胎的边缘上。自行车行驶时，滚轮带着其中的磁体转动。这个装置有什么用途？答:当自行车运动时,轮胎带动滚轮运动,滚轮带动磁体转动.由于穿过该装置中的线圈的磁通量变化,线圈中就有感应电动势.线圈与小灯泡相连，就能点亮小灯泡。该装置可供晚间骑自行车照明用。5、桌面上放着一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度上竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb，把条形磁体竖放在桌面内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。(1)把条形磁体从图中位置在0.5S内放到线圈内的桌面上；(2)换用10匝矩形线圈，线圈子面积和原单匝线圈相同，把条形磁体从图中位置在0.1s内放到线圈内的桌面上。答：ΔΦ=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb(1)Δt=0.5s,n=1(2)Δt=0.1s,n=100.0810.160.5EnVVtDF==?D0.081080.1EnVVtDF==?D1、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb，则（）A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB、线圈中的感应电动势一定是2vC、线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD、线圈中的感应电流一定是2AtEV2REIA2不变！不变！√√2、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。VVt5.01.010.015.0VtnE100AREI2