法拉第,英国物理学家、化学家。对电磁学进行了比较系统的实验研究,发现了电磁感应现象,总结出电磁感应定律;发明了第一台电动机和发电机;提出了电场、磁场等重要概念。法拉第感应电动势的大小如何通过实验现象间接观察到?一、思考:二、实验探究:感应电动势大小的影响因素实验步骤:①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。②、迅速和缓慢移动移动线圈(部分导体切割磁感线),记录表针的最大摆幅。实验结论:感应电动势的大小与闭合回路磁通量变化率成正相关。1、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△Φ/△t成正比.三、法拉第电磁感应定律:2、数学表达式Ektt(注意单位)若有n匝线圈,则相当于有n个电源串联,总电动势为:Ent注意:公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向另行判断。1、有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。2、一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。25V16V1.6V•4、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示(正弦图象一部分),则()•A.线圈中0时刻感应电动势为0•B.线圈中0时刻感应电动势最大•C.线圈中D时刻感应电动势为0•D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势斜率表示Φ的变化率例1如图6甲所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2,方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.(1)2s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少?图6答案解析8×10-3Wb磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的,则Φ1=B1S,Φ2=B2S,ΔΦ=Φ2-Φ1,所以ΔΦ=ΔBS=(6-2)×20×10-4Wb=8×10-3Wb(2)磁通量的变化率多大?答案解析4×10-3Wb/s磁通量的变化率为ΔΦΔt=8×10-32Wb/s=4×10-3Wb/s图6(3)线圈中感应电动势的大小为多少?答案解析6V根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小E=nΔΦΔt=1500×4×10-3V=6V.图6针对训练:有一匝数为100匝的线圈,单匝线圈的面积为100cm2.线圈的总电阻为0.1Ω,线圈中磁场均匀变化,其变化规律如图12所示,且磁场方向垂直于线圈平面向里,线圈中产生的感应电动势多大?图1212340.1V答案解析三、探究导线切割磁感线时的感应电动势如图所示,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,ab以速度v匀速切割磁感线,利用法拉第电磁感应定律求回路中产生的感应电动势.答案例4:如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻,导体棒ab长=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。(1)电路中感应电动多大?(2)ab两点间的电压多大?(3)通过R的电流是多大?RBrPMNaQbv(1)2.0V(2)1.5V(3)0.5A针对训练:如图所示,电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。当AB向右以V=5m/s的速度匀速滑动时,求流过电阻R1、R2的电流大小。A××××××××××R2VBR1VBLvE5.1AREI5.011AREI25.022