第4节 法拉第电磁感应定律
1.理解和掌握法拉第电磁感应定律,能计算感应电动势的大小. 2.能够运用E=Blv或E=Blvsin θ计算感应电动势. 3.知道反电动势的定义和在生产中的应用.
一、电磁感应定律
1.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.
(2)电源:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
(3)在电磁感应现象中,只要闭合回路中有感应电流,这个回路就一定有感应电动势;回路断开时,虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在.
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容: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.
(2)表达式:E=(单匝线圈);
E=n(多匝线圈).
二、导线切割磁感线时的感应电动势
1.垂直切割:导体棒垂直于磁场运动,B、l、v两两垂直时,如图甲所示,E=Blv.
2.不垂直切割:导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时,如图乙所示,则
E=Blv1=Blvsin θ.
三、反电动势
1.定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势.
2.作用:阻碍线圈的转动.
判一判 (1)在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流.( )
(2)线圈中磁通量增加时感应电动势增大,线圈中磁通量减小时感应电动势减小.( )
(3)导线切割磁感线时,速度大的电动势一定大.( )
提示:(1)× (2)× (3)×
做一做 下列叙述中影响感应电动势大小的因素是( )
A.磁通量的大小
B.磁通量的变化率
C.电路是否闭合
D.磁通量的变化量
提示:选B.在闭合电路中,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,所以决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率,故B正确,A、C、D错误.
想一想 电动机正常工作时,通过电动机的电流I为什么小于?(U为加在电动机两端的电压,R为电动机线圈的电阻)
提示:电机线圈产生反电动势,对电流有阻碍作用,使电流I<.
对法拉第电磁感应定律的理解和应用
(1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率,而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系,与电路的电阻R无关;感应电流的大小与E和回路总电阻R有关.
(2)磁通量的变化率,是Φ-t图象上某点切线的斜率,可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向.
(3)E=n只表示感应电动势的大小,不涉及其正负,计算时ΔΦ应取绝对值,至于感应电流的方向,可以用楞次定律去判定.
(4)计算电动势时,常有以下两种情况:
E=n·S——面积不变,磁感应强度变化;
E=n·B——面积改变,磁感应强度不变.
命题视角1 对Φ、ΔΦ、的理解