8.4電磁感應新課導入“磁生電”的探索導線切割磁感線時的感應電動勢楞次定律課堂小結法拉第發明的圓盤發電機,在圓盤的圓心處固定一個搖柄,圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼,用導線將電刷與電流表連接起來,將圓盤放置在蹄形磁鐵的磁場中,轉動搖柄就能夠發電了。這是通過什么原理實現的呢?新課導入

奧斯特發現電流磁效應后，由于對稱性可以提出新的問題：既然電流周圍存在磁場，那么磁場能不能使導線中產生電流呢？“磁生電”的探索

1831年8月,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環上,線圈A接直流電源,線圈B接電流表。他發現,當線圈A的電路接通或斷開的瞬間,線圈B中產生瞬時電流。這是“磁生電”。當導體AB做切割磁力線的運動時,與磁場相關的哪個物理量發生了變化呢?可以發現磁場穿過閉合回路的面積發生了變化,而磁場不變,即穿過閉合回路的磁通量發生了變化。閉合回路中電流的產生是否和磁通量的變化有關呢?“磁生電”的探索物理模型將螺線管B與電流表相連,螺線管A與滑動變阻器串聯后接到電源上,將螺線管A插入螺線管B中。

實驗中考察(1)開關閉合的瞬間;(2)開關斷開的瞬間;(3)閉合開關后移動滑動變阻器的滑片;(4)閉合開關后保持滑動變阻器的滑片不動，這四種情況下回路中是否有電流產生。活動：探究感應電流的產生是否與磁通量的變化有關實驗中我們觀察到：實驗操作螺線管A產生的磁場穿過螺線管B的磁通量閉合開關瞬間由零開始增強增大閉合開關后滑動滑片發生變化發生變化閉合開關后保持滑片不動不變不變斷開開關瞬間逐漸減小到零減小實驗表明:只要閉合回路中的磁通量發生變化,閉合回路中就會有電流產生。這種現象稱為電磁感應現象,產生的電流稱為感應電流。法拉第電磁感應定律

在電磁感應現象中既然存在感應電流,那么電路中一定存在電動勢,我們把電磁感應現象中產生的電動勢稱為感應電動勢。實驗表明:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應定律。思考你能否嘗試用學過的物理量來表示磁通量的變化率，從而寫出表示感應電動勢大小的表達式？

法拉第電磁感應定律的表達式

法拉第電磁感應定律的表達式因此,在實際應用中,為了獲得較大的感應電動勢,常采用多匝線圈。

例題鞏固

進一步思考：

導體切割磁力線時的感應電動勢活動：探究影響感應電流方向的因素將螺線管與電流表連接,將條形磁鐵的不同磁極插入、拔出螺線管,觀察電流表指針的偏轉方向,分析感應電流的方向與磁鐵的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系,探究影響感應電流方向的因素。活動：探究影響感應電流方向的因素原磁場方向穿過線圈的磁通量變化感應電流方向感應電流磁場N極插入向下增大增大A→B向上N極拔出向下減小減小B→A向下S極插入向上增大增大B→A向下S級拔出向上減小減小A→B向上AB發現感應電流產生的磁場總是在阻礙線圈中磁通量的變化。1834年,物理學家楞次在分析了許多實驗事實后,得到了關于感應電流方向的規律:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。磁體靠近線圈時,外力要克服磁體和線圈之間的排斥力做功,使外界其他形式的能量轉化為電能;將磁體遠離線圈時,外力則要克服磁體和線圈之間的吸引力做功,使外界其他形式的能量轉化為電能。在這兩種情況下,總能量都是守恒的。楞次定律能量角度如何理解楞次定律閉合電路的一部分導體做切割磁力線運動時,我們可以用右手定則來判斷回路中感應電流的方向。伸開右手,使拇指與其他四指垂直并且在同一平