24电磁感应.docx

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24电磁感应

课前复习

新课讲解

第一部分

第二部分

第三部分

例题：

1

例题2

小结

作业

1．电流产生的磁场。

2．右手螺旋定则的内容。

§2—4 电磁感应

电磁感应现象

1．演示

（1）让导体AB在磁场中向前或向后运动。

现象：

电流表指针发生偏转，说明电路中有了电流。

（2）导体AB静止或做上、下运动。

现象：

电流表指针不发生偏转，说明电路中无电流。

2．演示

（1）把磁铁插入线圈或从线圈中抽出。

现象：

电流表指针发生偏转。

（2）磁铁插入线圈后静止不动，或磁铁和线圈以同一速度运动。

现象：

电流表指针不偏转，说明闭合电路中没有电流。

3．演示如上图

（1）打开开关、合上开关或改变A中的电流。

现象：

与B相连的电流表指针偏转，说明B中有电流。

分析结论

、

、

得总结论：

  ①产生感应电流的条件：

只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。

  ②电磁感应现象：

利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。

产生的电流叫感应电流。

讨论：

1．如图所示，在通电直导线旁有一矩形线圈，下述情况下，线圈中有无感应电流？

为什么？

（1）线圈以直导线为轴旋转。

（2）线圈向右远离直导线而去。

感应电流的方向

判断感应电流方向的方法：

（1）右手定则

（2）楞次定律

（一）、右手定则

1．内容：

伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让磁感线垂直进入手心，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向为感应电流的方向。

（二）、楞次定律

1．

（1）演示：

（2）分析：

能量守恒定律，磁力阻碍磁铁运动，外力克服磁力的阻碍做了功，其它形式的能转化为感应电流的电能。

（3）演示

2．楞次定律：

感应电流的方向，总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通的变化。

3．判定感应电流方向的步骤：

（1）明确原来磁场的方向及穿过闭合电路的磁通是增加还是减少。

（2）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

（3）利用安培定则确定感应电流方向。

例1：

如图

用右手定则、楞次定律判定AB中感应电流的的方向

电磁感应定律

（一）感应电动势

1．感应电动势：

在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

2．方向：

和感应电流方向相同，用右手定则或楞次定律来判断。

3．不管外电路是否闭合，只要穿过电路的磁通发生变化，电路中就有感应电动势。

产生感应电动势的那段导体相当于电源。

（二）切割磁感线时的感应电动势

1．感应电动势的大小

（1）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向也垂直，则

E=BLv

（2）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向成角，则

E=BLvsin

2．推导过程

（1）设：

ab长为l，以速度v沿垂直磁感线方向匀速向右运动，ts内移动距离aa'

F=BIl；Fout=F

外力反抗磁场力做的功

W1=Foutlaa'=Flaa=BIlvt

感应电流做的功：

W2=EIt

因为

W1=W2

BIlvt=EIt

所以E=Blv

I=

（R是闭合电路电阻）

（2）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向成角，v分解为v1、v2，v1不切割磁感线，不产生感应电动势，只有v2产生感应电动势所以

E=Blv2=Blvsin

3．单位：

B—特斯拉（T）；

E—伏特（V）；

l—米（m）；

v—米/秒（m／s）。

例：

在图中，设匀强磁场的磁感应强度B为0.1T，切割磁感线的导线长度l为40cm，向右运动的速度v为5m/s，整个线框的电阻R为0.5，求：

（1）感应电动势的大小；

（2）感应电流的大小和方向；

　　（3）使导线向右匀速运动所需的外力

　　（4）外力做功的功率；

　　（5）感应电流的功率。

解:

（1）线圈中的感应电动势为

（2）线圈中的感应电流为

由右手定则可判断出感应电流方向为abcd

（3）由于ab中产生了感应电流，电流在磁场中将受到安培力的作用。

用左手定则可判断出ab所受安培力方向向左，与速度方向相反，因此，若要保证ab以速度v匀速向右运动，必须施加一个与安培力大小相等，方向相反的外力。

所以，外力大小为

外力方向向右。

（4）外力做功的功率为

（5）感应电流的功率为

可以看到，P=P，这正是能量守恒定律所要求的。

（三）、电磁感应定律

E=Blvsin——单位时间内穿过线圈回路的磁通的改变量，若用ΔΦ=Φ2-Φ1表示导线在Δt=t2-t1时间内磁通的改变量，则

E=

——单位时间内导线回路里磁通的改变量

1．法拉第电磁感应定律：

线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通变化率成正比。

E=

若线圈有N匝，则

E=N

例:

在一个B=0.01T的匀强磁场里，放一个面积为0.001m2的线圈，线圈匝数为500匝。

在0.1s内，把线圈平面从与磁感线平行的位置转过90度，变成与磁感线垂直，求这个过程中感应电动势的平均值。

解：

在0.1s时间内，穿过线圈平面的磁通变化量为

感应电动势为

2．（a）E=N

中的E是时间t内感应电动势的平均值。

（b）在应用E=Blvsin时，若v为一段时间内的平均速度，则E为这段时间内感应电动势的平均值；若v为某一时刻的瞬时速度，则E就为那个时刻感应电动势的瞬时值。

1．电磁感应现象和感应电流的概念。

2．产生感应电流的条件。

3．楞次定律的内容。

4．楞次定律判断感应电流的步骤。

5．右手定则的内容。

6．感应电动势的概念。

7．法拉第电磁感应定律的内容。

8．导线切割磁感线产生的感应电动势的计算式。

《习题册》§2—4

结论Ｉ：

1．闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中就有电流产生。

结论

：

只要闭合电路的一部分导体切割磁感线，电路中就有电流产生。

结论

：

在导体和磁场不发生相对运动时，只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。