自感现象【教学结构】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
产生感应电动势的部分电路导体就相当于电源
例如切割磁感线的导体就相当于电源,回路的其它部分为外电路,在导体内部电流从低电势流向高电势,是克服电磁力做功的结果
在外电路电流由高电势流向低电势
感应电动势的大小 (1)认真做好教材中的实验,从分析实验现象得出:无论电路是否闭合,磁通量变化都会产生感应电动势,其大小与磁通量变化快慢有关
磁通量变化越快,感应电动势越大
(2)法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比
即 , 即磁通量变化率,物理意义:穿过电路的磁通量变化快慢, n为线圈的匝数,如果 n 匝数圈与电阻或用电器连接为回路,n 匝线圈为电源,其余为外电路
此时注意比较,磁通量、磁通量变化量,磁通量变化率的物理意义,与感应电动势的关系,有无磁通量不影响是否产生感应电动势,是否产生感应电动势由磁通量变化决定,但磁通变化量大小不决定感应电动势的大小,而磁通量变化率才是决定感应电势大小的基本因素
在导体切割磁感线情况下感应电动势大小 如图图 1 所示,ce、df 为两根平行金属导轨,金属棒 ab 至于水平导轨之上,以速度 υ 向右匀速运动,若匀强磁场磁感应强度为 B,金属棒长度为 L
设在 t 时间内金属 ab 运动到 a’b’的位置
由 abcd 组成的闭合回路,变成 a’b’cd ,面积增加了 S=Lυ t,磁道量变化量 =BLυ t,根据法拉第电磁感应定律可设: =BLυ
可见导体切割磁感线时感应电动势 是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的特殊形式
比较 与 ,①前者是以闭合回路为研究对象,后者以回路中一段导体为研究对象②前者感应电动势为时间内的平均值,后者为某一时刻的瞬时值;③前者适用范围普遍,而后者只适用于导体切割磁感线,此时使用 ,比较方便