第五節(jié)

電磁感應(yīng)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、右手定則三、法拉第電磁感應(yīng)定律

演示實驗一（點擊下圖即可播放）一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象我們在初中學(xué)過，閉合導(dǎo)體回路的一部分在磁場中做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其中產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。在下面的演示實驗中，當導(dǎo)體ab

在磁鐵中左右運動切割磁感線時，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即在電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。

演示實驗二（點擊下圖即可播放）把線圈和電流表連接起來，組成閉合回路。當條形磁鐵插入線圈或從線圈內(nèi)拔出時，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。如果將磁鐵靜止地放置在線圈中間，則電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即回路中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流。

演示實驗三（點擊下圖即可播放）

把線圈A跟電源和開關(guān)連接起來，把線圈B跟電流表連接起來，把線圈A放置在線圈B中。當閉合或打開開關(guān)時，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，表明線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

演示實驗四（點擊下圖即可播放）

如果把開關(guān)換成滑動變阻器，當改變變阻器的滑動觸頭位置時，會發(fā)現(xiàn)線圈B中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。當線圈A中的電流保持不變時，線圈B中沒有感應(yīng)電流。于是，人們得出結(jié)論：不論用什么方法，只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。通過實驗可以看出，利用磁場產(chǎn)生電流的方法有多種，它們都有一個共同點，那就是穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生了變化。閉合導(dǎo)體回路的一部分在磁場中做切割磁感線的運動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢？

二、右手定則通過實驗人們發(fā)現(xiàn)，可以用右手定則來判斷感應(yīng)電流的方向：伸開右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運動的方向。那么，其余四指的指向就是感應(yīng)電流的方向，如右圖所示。

三、法拉第電磁感應(yīng)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說明回路中一定有電動勢。當回路不閉合時，回路磁通量發(fā)生變化，雖然沒有感應(yīng)電流，但是電動勢一定存在。我們把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫作感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體或線圈就相當于電源。感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān)呢？在用導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗中，導(dǎo)體運動的速度越快、磁體的磁場越強，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大；在向線圈中插入條形磁鐵的實驗中，磁鐵的磁場越強、插入的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。在改變線圈

A

中的電流大小的實驗中，滑動觸頭滑動的速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。例如，在時間Δt

內(nèi)，穿過某單匝線圈的磁通量的改變量為ΔΦ，則在單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，ΔΦ，Δt

的SI單位分別是V、Wb、s。如果線圈有n

匝，那么，整個線圈的感應(yīng)電動勢就是單匝線圈的感應(yīng)電動勢的n

倍，即這些實驗告訴我們：感應(yīng)電動勢的大小可能與磁通量的變化快慢有關(guān)。通過大量精確的實驗，人們得出結(jié)論：回路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。

解

當線圈平面平行于磁感應(yīng)線的方向時，穿過線圈的磁通量Φ1=0，當線圈平面垂直于磁感應(yīng)線的方向時，穿過線圈的磁通量為

[例題]在一個B=0.01T的勻強磁場中，放一個橫截面積為

0.001m2的線圈，其匝數(shù)為500匝。在0.1s內(nèi)把線圈平面從平行于磁感線的方向轉(zhuǎn)過90°，變?yōu)榕c磁感線的方向垂直。求線圈中的平均感應(yīng)電動勢。Φ2=BS=0.01×0.001Wb=1×10–5

Wb在0.1s內(nèi)穿過線圈磁通量的改變量ΔΦ

=

Φ2－Φ1=1×10–5

Wb由法拉第電磁感應(yīng)定律，得=500×

V=0.05V練習(xí)5-5

1．如下圖所示是閉合導(dǎo)體回路的部分導(dǎo)體在磁場中運動的四種情況，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（

）。答案：

D。

2．如右圖所示，長方形線圈放于勻強磁場中，下述情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（

）。

A．左右平行移動

C．上下平行移動

B．前后垂直移動D．以O(shè)O'為軸轉(zhuǎn)動答案：D。

3．閉合導(dǎo)體回路如右圖所示，當導(dǎo)體棒ab向左運動時,電流表中的感應(yīng)電流方向由

到

（填上或下）。答案：

下；上。

4．一個100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。線圈中感應(yīng)電動勢的大小是多少？答案：16V。

5．市場上有一種環(huán)保型手電筒，如右圖