l 复习楞次定律
问题:下列三种情况中将图通过灵敏电流计的电流方向。
如图(1):s闭合时;
如图(1):s闭合后,将变阻器的滑动端向左移动时;
如图(2):s闭合后再将条形磁铁插入过程中
一、法拉第电磁感应定律
新课引入:
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。
1、感应电动势——在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
提出问题:感应电动势的大小与哪些因素有关?
提出要求:由学生设计实验。研究感应电动势的大小与哪些因素有关?如何定性研究研究它们之间的关系?
提供实验仪器:灵敏电流计、可以改变匝数的螺线管、强磁铁两个、导线若干。定性研究感应电动势的大小
2、磁通量的变化率
(1)磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别
设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1,设时刻t2时穿闭合电路的磁通量为Φ2,则在时间△t= t2-t1内磁通量的变化量为△Φ=Φ2-Φ1,磁通量的变化率△Φ/△t
(2)举例:甲、乙两个线圈的磁通量都从0增加到5wb,甲用了2s,乙用了5s哪个变化率大?
教师小结: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。
提出问题:如何得到感应电动势的大小与磁通量的变化率之间的关系呢?
在法拉第、纽曼和韦伯等科学家共同研究下提出
3、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
这一公式与我们学过的那一概念相类似?
b、单位:伏特
注意:
①单位要用国际制单位
②公式中△Φ,△Φ/△t均取绝对值,该公式只要求出大小就可以,不考虑正负值。
③磁通量变化的几种情形:
A. B不变,S(与B垂直)变;
B. S不变,B变。
4、导体切割磁感线时的感应电动势:
如果磁通量的变化是由于导体和磁体的相对运动引起的,即:导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时,导体里产生的感应电动势的大小是怎样一种形式更便于计算?
如图:匀强磁场磁感应强度为B
金属轨道宽度为L
金属棒垂直切割速度为V
△t时间内轨道与金属棒所围面积内磁通量的变化量为:△Φ=B△s=BV△tL
E=△Φ/△t= BV△tL/△t=BLV
即:公式:E=BLV
(适用于匀强磁场,B⊥v)
若B与V有夹角θ如图。
分解V,或分解B与B平行的分量V2=Vcosθ,没有切割磁感线,不产生电动势
与B垂直的分量V1=Vsinθ,切割磁感线产生电动势E=BLVsinθ
结论:导体切割磁感线时,产生的感应电动势的大小,跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向和磁感应强度方向的夹角θ的正弦sinθ成正比。
公式:E=BLVsinθ
注意:①这是法拉第电磁感应定律的第一个推论。
②公式中V为导体棒和磁场的相对运动速度。
③公式中的单位分别是:V,T,m。m/s
1V=lT×1m×1m/s
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