《电磁感应》导学案1
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　　第四章电磁感应　　本章教材以法拉第电磁感应定律为中心，进一步揭示了电与磁的内在联系.法拉第电磁感应定律是本章重点，而楞次定律及其应用、法拉第电磁感应定律是本章难点，课本按先易后难的原则，先讲法拉第电磁感应定律，后讲楞次定律.　　法拉第电磁感应定律和楞次定律具有普遍性、应用广泛性.普遍性指无论是动生电动势、感生电动势，还是自感电动势，它们大小的计算、方向的判定，都可应用这两个定律.这两个定律是对电磁感应现象的高度概括，比较抽象，课本安排了较多演示实验，要注重对实验的分析，推理得出结论.　　在教学过程中，要注意培养学生的抽象思维能力、分析和解决问题的能力.另外，要将法拉第在发现定律的过程中表现出的科学态度、意志力讲解给学生；人类对电与磁的认识中，反映出科学发展的继承性，科学家群体作用都要渗透给学生，便于学生提高素质，激发他们的科学献身精神.　　本章分四个单元：　　第一单元：磁通量及电磁感应现象的产生.　　第二单元：楞次定律及其应用.　　第三单元：法拉第电磁感应定律.　　第四单元：自感现象及其应用.& 　　§4.1　划时代的发现　　【学习目标】　　（1）知道奥斯特实验、电磁感应现象，　　（2）了解电生磁和磁生电的发现过程，　　（3）通过学习体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神　　（4）通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究的方法和思想　　【问题思考】　　问题1：奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？　　问题2：奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？　　问题3：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？　　问题4：什么是电磁感应？什么是感应电流？　　§4.2　探究电磁感应的产生条件学案　　【学习目标】　　1．知道产生感应电流的条件。　　2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。　　3．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法　　4．通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。　　【自主学习】　　（一）复习磁通量（φ）的概念：　　什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？　　（1）定义：，用表示。磁通量就是表示穿过这个面的。　　（2）公式：　　（3）单位：1wb=&&&&& T•m2　　（二）新课学习　　1、实验观察　　（1）闭合电路的部分导体切割磁感线　　在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。　　演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如教材图4.2-1所示。　　观察实验，记录现象。　　表1　　导体棒的运动&表针的摆动方向&导体棒的运动&表针的摆动方向　　向右平动&&向后平动&　　向左平动&&向上平动&　　向前平动&&向下平动&　　结论：　　还有哪些情况可以产生感应电流呢？　　（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出　　演示：如教材图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。　　观察实验，记录现象。　　表2　　磁铁的运动&表针的摆动方向&磁铁的运动&表针的摆动方向　　N极插入线圈&&S极插入线圈&　　N极停在线圈中&&S极停在线圈中&　　N极从线圈中抽出&&S极从线圈中抽出&　　结论：　　（3）模拟法拉第的实验　　演示：如教材图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。　　观察实验，记录现象。表3　　操作&现象
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law of electromagnetic induction
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faraday's law
根据法拉弟电磁感应定律（Faraday's law）-磁生电来分析，电感则是电流通过线圈产生的磁通量（Flux）储存在铁心中蓄积能量（Φ=LI），当通过线圈的电流愈大时磁通量也相对...
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electromagnetic inductive law
电流方向的判断:符合右手螺旋关系(二) 电磁感应定律 ( electromagnetic inductive law )若规定电流的正方向(感应电动势的正方向)与磁通正方向符合右手螺旋关系.
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Faraday law of electromagnetic induction
... （3）闭合回路的一部分切割磁力线， 回路中产生电流， 二、Faraday 电磁感应定律（Faraday Law of Electromagnetic Induction） 1．法拉第电磁感应定律内容 Faraday 对电磁感应现象作了定量研究，分析了大量的实验，得到如下结论：当穿过闭 合回路所包围面积...
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Faraday's law of induction
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电磁感应定律
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在经典物理的条件下展开并用磁势表达和分析了法拉第电磁感应定律；
Using the magnetic potential, Faraday Law of Electromagnetic Induction is expanded, represented and analyzed in the conditions of classical physics.
通过安培定律与法拉第电磁感应定律导出安培力做功的一股公式。
The general formula for calculating the work of Ampere's force is derived according to the Ampere's law and the Faraday's law of electromagnetic induction.
电磁感应定律是从一般电磁感应现象中总结归纳出来的宏观规律，它是电磁学中的一条重要定律。
The law of electromagnetic induction is a macroscopic law concluded and induced from commonly electromagnetic phenomena. It is an important law in electromagnetism.
因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象。 电动势的方向（公式中的负号）由楞次定律提供。楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向，进而判断感应电动势的方向。“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。 传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。至于感应电动势时，改变的是自身的磁场，例如改变生成场的电流（就像变压器那样）。而至于动生电动势时，改变的是磁场中的整个或部份电路的运动，例如像在同极发电机中那样。 感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定；e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。
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电磁感应定理
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电磁感应定理
因磁通量变化产生感应电动势的现象（闭合电路的1部份导体在磁场里做切割磁力线的运动时，导体中就会产生电流，这类现象叫电磁感应。）这是在1831年老克尔.法拉第发现电磁感应现象的基础上总结得到的。 　　发现者　　1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻觅它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在丈量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。　　1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈 ，其1为闭合回路，在导线下端附近平行放置1磁针，另外一与电池组相连，接开关，构成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意想到，这是1种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几10个实验，把产生感应电流的情形概括为 5 类 ：变化的电流 ， 变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即便没有回路没有感应电流，感应电动势仍然存在。　　后来，给出了肯定感应电流方向的楞次定律和描写电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生缘由的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。　　电磁感应现象不应与静电感应混淆。电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来，而静电感应则是使用另外一带电荷的物体使物体产生电荷的方法。
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之1，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭露的电、磁场之间的联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电子技术和电磁丈量等方面都有广泛的利用。　　若闭合电路为1个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为产生变化所用时间，单位为s.ε 为产生的感应电动势，单位为V.
1.[感应电动势的大小计算公式]　　1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝　　2)E＝BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角。 ｛L:有效长度(m)｝　　3)Em＝nBSω（交换发机电最大的感应电动势） ｛Em:感应电动势峰值｝　　4)E＝B(L^2)ω/2（导体1端固定以ω旋转切割） ｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝　　2.磁通量Φ＝BS sinA{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}　　3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝　　*4.自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，?t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝ 　　作为两种不同现象的法拉第定律　　有些物理学家注意到法拉第定律是1条描写两种现象的方程：由磁力在移动中的电线中产生的运动电动势，及由磁场转变而成的电力所产生的感应电动势。就像理查德费曼指出的那样：　　所以“通量定则”，指出电路中电动势等于通过电路的磁通量变化率的，一样适用于通量不变化的时候，这是由于场有变化，或是由于电路移动（或二者皆是）……但是在我们对定则的解释里，我们用了两个属于完全不同个案的定律：“电路运动”的和“场变化”的。　　我们不知道在物理学上还有其他地方，可以用到1条如此简单且准确的通用原理，来明白及分析两个不同的现象。　　C 理查德?P?费曼?《费曼物理学讲义》
感应电流产生的条件
1.电路是闭合且通的　　2.穿过闭合电路的磁通量产生变化　　(如果缺少1个条件,就不会有感应电流产生).　　感应电动势的种类：动生电动势和感生电动势。　　动生电动势是由于导体本身在磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势，其方向用右手定则判断，使大拇指跟其余4个手指垂直并且都跟手掌在1个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余4指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。右手定则肯定的动生电动势的方向符合能量转化与守恒定律。　　感生电动势是由于穿过闭合线圈的磁场强度产生变化产生涡旋电场致使电流定向运动。其方向符合楞次定律。右手拇指指向磁场变化的反方向，4指握拳，4指方向即为感应电动势方向。
法拉第电磁感应定律的重要意义
法拉第的实验表明，不论用甚么方法，只要穿过闭合电路的磁通量产生变化，闭合电路中就有电流产生。这类现象称为电磁感应现象，所产生的电流称为感应电流。　　法拉第根据大量实验事实总结出了以下定律：　　电路中感应电动势的大小，跟穿过这1电路的磁通变化率成正比。　　感应电动势用ε表示，即ε＝nΔΦ/Δt　　这就是法拉第电磁感应定律。　　电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之1，它揭露了电、磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于，1方面，根据电磁感应的原理，人们制造出了发机电，电能的大范围生产和远距离输送成为可能；另外一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术和电磁丈量等方面都有广泛的利用。人类社会从此迈进了电气化时期。
麦克斯韦-法拉第方程
本节是1段题外话，作用是辨别本条目中的“法拉第定律”及麦克斯韦方程组中用同1个名字的?×E方程。于本条目中?×E方程会被称为麦克斯韦-法拉第方程。如果你对此分别不感兴趣的话，可略过本节。　　麦克斯韦于1855年开发出法拉第定律的旋度版本，而贺维塞得则于1884年将定律重写成旋度方程：　　其中　　E和B为电场及磁场?×代表的是旋度 ?代表的是当方位矢量r不变时的时间偏导数。 方程的意义是，如果电场的空间依赖在页面上成逆时针方向（经右手定律，得旋度矢量会从页面指出），那末磁场会因时间而更少指出页面，更多地指向页面（跟旋度矢量异号）。方程跟磁场的变量有关系。故磁场不1定要指向页面，只需向该方向转动便可。　　本方程（在本条目中被称为麦克斯韦-法拉第方程）最著名的地方在于它是麦克斯韦方程组中的4条方程之1。　　在麦克斯韦-法拉第方程中，亥维赛用的是时间偏导数。不使用麦克斯韦用过的时间全导数，而使用时间偏导数，这样做使得麦克斯韦-法拉第方程不能说明运动电动势。但是，麦克斯韦-法拉第方程很多时候会被直接称为“法拉第定律”。　　在本条目中“法拉第定律”1词指的是通量方程，而“麦克斯韦-法拉第方程”指的则是亥维赛的旋度方程，也就是现在的麦克斯韦方程组中的那1条。　　实际上电磁感应由能量附着而产生的。
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电磁感应定律(感生电动势)
基本公式的应用,适合学生自学
2.下列说法正确的是( ) A.线圈中磁通量变化越大，线圈中 产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大，线圈中产生 的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置，线圈 中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快，线圈 中产生的感应电动势越大
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一、电磁感应定律 说明: (1) ...电磁感应定律和动生电动势_理学_高等教育_教育专区。大学物理大学物理学电子教案电磁感应定律与动生电动势 11-1 法拉第电磁感应定律 11-2 动生电动势 第十一章 ...电磁感应定律 动生电动势8.1 电磁感应的基本定律 第八章 变化的电磁场 变化的电磁场 法拉第( 法拉第(Michael Farad...在回路中由于磁通量的变化而引起的电 动势,称为感应电动势 日星期五 理学院 物理系 第八章 电磁感应 电磁场 大学物理 §8-1 电磁感应定律 ...动生、感生电动势与法拉第电磁感应定律等价性的研究--《大学物理实验》2007年04期
动生、感生电动势与法拉第电磁感应定律等价性的研究
【摘要】：法拉第电磁感应定律与动生电动势、感生电动势之和是完全等价的。本文通过实例证明,等价是有条件的。当回路中存在大块导体时,则不等价。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：O441【正文快照】：
法拉第电磁感应定律与动生、感生电动势之和是完全等价的,即式ε=-dφdt(1)和ε=-∫∫S B t·ds+∫L(V×B)·dl是完全等价的。我们认为(1)式和(2)式的等价是有条件的,这个条件就是在所讨论的回路L中不存在大块导体,即回路L是线形回路.为了说明这一问题,我们先从数学上给出(1)
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