第2节感应电动势与电磁感应定律

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1、第2节 感应电动势与电磁感应定律4.4.知道公式知道公式 是如何推导出的，知道它只适用于是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。导体切割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。 3.3.理解感应电动势的大小与磁通量变化率的关系，掌握法理解感应电动势的大小与磁通量变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用。拉第电磁感应定律及应用。 2.2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别。并能与磁通量的变化相区别。 1.1.理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用。理解感应电动势的概念

2、，明确感应电动势的作用。 sinBlvE 1.1.要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？ 这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的引起的. . 2.2.如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？是否还存在呢？ 电动势是反映电源提供电能本领的物理量，电路不闭电动势是反映电源提供电能本领的物理量，电路不闭合时电源电动势依然存在合时电源电动势依然存在。 电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流，那么电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流

3、，那么有电动势存在吗？有电动势存在吗？ 请同学们回顾一下上一节中的三个探究实验，看能请同学们回顾一下上一节中的三个探究实验，看能否发现共同的东西。否发现共同的东西。一、感应电动势一、感应电动势 如图，导体如图，导体ABAB在磁场中做在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生切割磁感线运动，电路中产生了感应电流，通电导体了感应电流，通电导体ABAB在磁在磁场中要受到安培力的作用，而场中要受到安培力的作用，而安培力阻碍导体安培力阻碍导体ABAB继续做切割继续做切割磁感线运动，要维持磁感线运动，要维持ABAB的运动，的运动，必须有外力做功，将机械能转必须有外力做功，将机械能转化为电能。化为电能。分析论证分

4、析论证实验一实验一 如图，将磁铁插入或拔如图，将磁铁插入或拔出螺线管时外力做功，使机出螺线管时外力做功，使机械能转化为电能。械能转化为电能。 螺线管螺线管A A所在电路中电所在电路中电源的电能，通过电磁感应转源的电能，通过电磁感应转变为螺线管变为螺线管B B中的电能。中的电能。实验二实验二实验三实验三 由以上分析可知：电磁感应现象也都伴随着能量的由以上分析可知：电磁感应现象也都伴随着能量的转化，电路中必然存在电动势，这种在电磁感应现象中转化，电路中必然存在电动势，这种在电磁感应现象中产生的电动势叫产生的电动势叫感应电动势感应电动势. .得出结论得出结论思考：思考： 在上述电磁感应现象中哪一部分

5、相当于电源呢？在上述电磁感应现象中哪一部分相当于电源呢？电源？电源？ 进一步研究表明，当磁通量变化而电路断开时，虽进一步研究表明，当磁通量变化而电路断开时，虽然没有感应电流，但电路中仍有感应电动势。因此，感然没有感应电流，但电路中仍有感应电动势。因此，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。成功体验成功体验 如右图，是某同学设计如右图，是某同学设计的风速测量装置。请你解释的风速测量装置。请你解释这个装置是怎样工作的。这个装置是怎样工作的。 工作原理：工作原理：在风的作用下，上面的叶片转动，通过杆带动下面的在风的作用下，上面的叶片转动，通过杆

6、带动下面的永磁铁转动。永磁铁的转动导致下面螺线管中的磁通量发生变化，在永磁铁转动。永磁铁的转动导致下面螺线管中的磁通量发生变化，在螺线管中产生感应电动势，相当于电源。从而，电流表有了示数。风螺线管中产生感应电动势，相当于电源。从而，电流表有了示数。风速越大，叶片转的越快，磁通量变化的也越快，使得感应电流也发生速越大，叶片转的越快，磁通量变化的也越快，使得感应电流也发生变化。所以可以利用该装置测量风速。变化。所以可以利用该装置测量风速。信息窗信息窗绳系卫星发电设想绳系卫星发电设想那么，感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？那么，感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？二、电磁感应定律二、电磁感应定律探究感

7、应电动势大小与磁通量变化的关系探究感应电动势大小与磁通量变化的关系提出问题提出问题猜想与假设猜想与假设 感应电动势感应电动势E E的大小与磁通量的变化量的大小与磁通量的变化量有关。也有关。也与完成磁通量变化所用的时间与完成磁通量变化所用的时间t t有关。也就是与磁通量变有关。也就是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率/ / t t表示）表示）实验探究实验探究实验表明：实验表明： 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。这就是磁通量变化率成正比。这就是法拉第电磁感

8、应定律法拉第电磁感应定律。式中式中k k为比例常数，在国际单位制中为比例常数，在国际单位制中EVWbts 上式简化为上式简化为即：即：EkttE思考一：公式中思考一：公式中e e表示的是平均感应电动势还是瞬时感表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？应电动势？nEt21n t21n BBSt21n SSBt说明：说明：（1 1）所求所求E E为为t t时间内的平均感应电动势时间内的平均感应电动势 （2 2）t 0t 0时，时，E E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势Ent 思考二：若闭合电路是思考二：若闭合电路是n n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，量相同，E

9、E？ 如果闭合电路是一个如果闭合电路是一个n n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同。由于量变化率都相同。由于n n匝线圈可以看成是由匝线圈可以看成是由n n个单匝线圈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感应电串联而成，因此整个线圈中感应电动势是单匝线圈感应电动势的动势的n n倍倍应用公式应用公式 求求E E的两种常见情况：的两种常见情况：Ent1.1.磁感应强度磁感应强度B B不变不变, ,垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S S发生变化发生变化, , SSS S2 2-S-S1 1, ,此时：此时：2.2.垂直于磁场的回路面积垂直于