§4.4法拉第电磁感应定律
制作人：赵祥时间：2012-11-16
【自主学习】
一、复习回顾
1.感应电流产生的条件是什么？
2.恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？
二、阅读P15页前两段话回答一下问题
1.什么是感应电动势？
2.（1）图b中，哪部分相当于a中的电源？
（2）图b中，哪部分相当于a中电源内阻？
三、合作探究：
感应电动势的决定因素
（1）在图（b）中将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同? （2）磁通量变化快慢的表示方法是什么？
二、电磁感应定律
1.内容：
表达式1：
2.由n匝线圈组成的闭合电路：
表达式2：
3. 若S不变，B变化，感应电动势如何表示？
若B不变，S变化，感应电动势如何表示？
三、导线切割磁感线时的感应电动势
如图所示电路，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，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
闭合回路的面积变化量为：ΔS＝___________
磁通量的变化量：
Δφ＝BΔS＝___________________
感应电动势：E=
问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动
势是怎样计算的？
【实例探究】
题型一、对法拉第电磁感应定律的理解
1.若回路的总电阻一定，则由法拉第电磁感应定律知（ ）
A.穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达到最大
B.穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零
C.穿过闭合电路的磁通量的变化量越大，回路中的感应电流越大
D.穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大
题型二、法拉第电磁感应定律的应用
1. 如图所示，边长为0.1m 正方形线圈ABCD 在大小为0.5T 的匀强磁场中以AD 边为轴匀速转动。
初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s 线圈转了90°，求：
（1）线圈在1s 时间内产生的感应电动势平均值。
（2）线圈在1s 末时的感应电动势大小。
题型三、导体切割磁感线产生感应电动势
2. 如图l5所示，在一个宽度为L ＝O ．4m 的光滑金属框架上，垂直放置一根金属棒ab ，其电阻r=0．1Ω．框架左端接电阻R=0．4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B=0．1T ．用外力使棒ab 以速度v=5m ／s 向右匀速运动．问：
(1)导体棒中产生的感应电动势是多大?a 、b 哪点电势高?
(2)通过导体棒的电流大小?ab 棒两端的电势差Uab
（3）求外力的大小
【归纳总结】什么时候用公式E=n
t
∆∆Φ？什么时候用E=BLv sin θ？
四、反电动势
观察教材图4.4-3
1.用右手定则分别判断AB 和CD 的感应电动势方向分别是什么？
2. 感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了它？
3. 是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
【学后自测】
1.若穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2Wb ，则（ ）
A.线圈中的感应电动势每秒增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒减少2V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中的感应电动势大小不变
2.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。
先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s 时间内均匀地增大到原来的两倍；接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s 时间内再将线框面积均匀地减小到原来的一半。
先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（ ）
A.1/2
B.1
C.2
D.4
3. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示 （ ）
A ．线圈中O 时刻感应电动势最大
B ．线圈中D 时刻感应电动势为零
C ．线圈中
D 时刻感应电动势最大 D ．线圈中O 至D 时间内平均感电动势为0.4V
4. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒以水平速度0v 抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，则棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是( )
A 、越来越大
B 、越来越小
C 、保持不变
D 、无法判断
5.如图4－4－9所示，平行金属导轨的间距为d ，一端跨接一阻值为R 的电阻，
匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒
与导轨成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v 沿金
属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻R 中的电流为( )
A.Bd v R sin 60°
B.Bd v R
C.Bd v sin 60°R
D.Bd v cos 60°R
6.如图甲所示，n=50匝的圆形线圈M ，它的两端点a 、b 与内阻很大的电压表相连，线圈中磁
通量的变化规律如图乙所示，则ab 两点的电势高低与电压表的读数为（ ）
A.U a ＞U b ，20 V
B.U a ＞U b ，10 V
C.U a ＜U b ，20 V
D.U a ＜U b ，10 V
7.如图4所示，粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为l ；长为l 、电阻为r /2的金属棒ab 放在圆环上，以速度v 0向左运动，当棒ab 运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为( )
A ．0
B ．Bl v 0
C ．Blv 0/2
D ．Blv 0/3
8.如图4-6所示，让线圈abcd 从高为h 处下落后，进入匀强磁场，从cd 边开始进入磁场，到ab 边刚进入磁场的这一段时间内，在下列几种表示线圈运动的v-t 图象中，不可能的是（）
9.如图，边长l=20cm 的正方形线框abcd 共有10匝，靠着墙角放着，线框平
面与地面的夹角α=30°。
该区域有磁感应强度B=0.2T 、水平向右的匀强
磁场。
现将cd 边向右一拉，ab 边经0.1s 着地。
在这个过程中线框中产生的
感应电动势为多少？
10. 如图所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm ２
，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R １=10Ω，R ２=3.5Ω。
若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b ）所示的规律变化。
求：
（1）螺线管两端M 、N 间的电压。
（2）R １上消耗的电功率。
【学后反思】
__________________________________________________________________________ 图4。