一 : 根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（ ）

根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（　　）

A. T/s

B. Wb/s

C. T•m²/s

D. Wb•m²/s

根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（ ）的参考答案

由法拉第电磁感应定律，则有：E=n

△∅

△t

=n

△B

△t

S，则有：1V=1

Wb

s

=1

T•m2

s

；

故选：BC．

二 : 4.4法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律 4.4法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律 4.4法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律 4.4法拉第电磁感应定律

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三 : 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律-定义，法拉第电磁感应定律-解

法拉第电磁感应定律是确定感应电动势大小的定律。闭合电路中产生的感应电动势的大小跟穿过该电路的磁通量变化率成正比，即ε＝δφδt。一段导体做切割磁感线运动时导体中产生的感应电动势ε＝blvsinθ可看成是该定律所描述的一种特殊情况。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -定义

法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小

法拉第电磁感应定律指的是任何封闭电路中感应电动势的大小，等于穿过这一电路磁通量的变化率。

［www.61k.com］电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -解释

从1800年代起便用于物理课堂中，展示电磁感应现象的感应线圈

基本定律

法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律，跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。

发现者

此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现，约瑟·亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第早发现这一定律，但其并未发表此发现。故这个定律被命名为法拉第定律。

本定律可用以如图公式表达。

公式表达

电动势的方向

电动势的方向（公式中的负号）由楞次定律提供。“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。

传统上有2种改变通过电路的磁通量的方式。至于感应电动势时，改变的是自身的电场，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。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -电磁感应演示器

电路图

电磁感应演示器主要用来演示物理学中的法拉第电磁感应定律和楞次定律，其电路如图所示。主要由电磁感应线圈及感应信号输入电路、感应电流放大器、显示驱动放大器与显示、延时控制与互锁电路等组成。图中，IClA～D—LM324；IC2A～D—CD4011；IC3A～C—cd4066。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -发现

自从H.C.奥斯特在1820年发现电流的磁效应,揭示了电与磁联系的1个方面之后,不少物理学家试图探索磁是否也能产生电，他们曾经进行过不少实验，但均未获得成功。1824年起，法拉第也进行了努力的探索。

当年，他曾把磁铁放在接有检流计的线圈内，结果没有发现检流计指针偏转。1825年，他将导线回路放在另一通电回路附近，期望在导线回路中能感应电流，因为他当时认为：既然带有电荷的导体能使附近导体感应电荷，那么，载有电流的导体也能使附近导体感应电流，二者应有相似的性质。但他在实验过程中由于只观察了恒定电流对导体的作用，未研究电流变化时的效应，而没有得到任何结果。

1828年，他又设计了专门的装置，使导线和磁铁处于不同位置，都仍然未见导线内产生电流。这些失败并没有动摇他的信心，经过反复思索和实验,他终于在1831年8月29日第一次观察到感应的效应。他在1个外圆直径为 6英寸的软铁环上相对地绕了二组线圈A和B；线圈 B的两端用铜导线连结起来，并将铜导线的一段放在远离线圈B3英尺的1个磁针的上方,这个磁针相当于1个检流计；线圈A连接由十个电池组成的电池组。法拉第发现将线圈 A接通电池的瞬间，小磁针来回摆动，最终稳定在原来的位置；断开电池的瞬间，磁针再次出现扰动，然后又恢复原来位置。接着他稍事改进检测电流的装置,将连接线圈B的铜导线改制成扁平的线框，平行地放置在小磁针的旁边。他发现线圈A与电池组接通和断开的瞬间,线框对磁针吸引相反,表明接通和断开瞬间，线圈B中的电流方向相反。实验的结果出乎原来的预料，感应效应不是持续的而是短瞬的。

为了证实感应电流是同磁的某种变化相联系的想法,9月24日，他在一根软铁棒上绕以线圈，将线圈与检流计连接,然后将软铁棒放在一根磁铁棒的N极和另一根磁铁棒的S极之间,两根磁铁棒的另一极彼此接触。每当软铁棒脱离或接触两极时，检流计的指针发生短暂的扰动。以后他进1步做了一系列实验，用来判明产生感应电流的条件和决定感应电流的因素。他观察了磁棒插入线圈和从线圈内移出时的感应现象（10月17日）；他做了电源接通和断开时2个同轴线圈的感应实验，并用铁心增强感应效应（10月1日和18日）;他借用皇家科学院大型磁铁增强感应效果，并用圆盘在磁场中的旋转获得连续的电流（10月28日），这是世界上第一台利用感应原理的发电机。

法拉第圆盘发电机

此外，他还做了许多其他感应现象的实验。通过广泛的实验和精心的思索，他终于揭开了感应现象的奥秘。用他自己的语言来说，就是在电流和磁体周围的空间存在1种“紧张状态”，他用磁力线来描述这种“紧张状态”。当导线切割磁力线运动时产生感应电流。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -表达式

1832年，法拉第发现在相同的情况下，不同金属导线中产生的感应电流同导线的导电能力成正比。这个结果表明，感应在于产生确定的电动势，它同导线的性质无关，而仅取决于导线对磁力线的切割。他甚至相信不论导线形成闭合回路还是开路,都可产生感应电动势。1834年俄国的Э.Χ.楞次给出了确定感应电流方向的明确表述。在这样的基础上，F.E.诺埃曼于1845年给出了感应定律的数学表述。虽然法拉第并没有把他的研究结果用数学公式定量表示出来，但他对于电磁感应现象的丰富研究，无疑有资格赢得发现的全部荣誉。用现代语言来表述，当回路内部的磁通发生变化时，回路上产生的感应电动势同总磁通的时间变化率成正比，用数学公式表示如图公式表达。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -历史意义

法拉第电磁感应定律是电磁学的一条重要的基本定律，它的发现具有重大的意义。通过法拉第定律，可以对电和磁之间的联系有更进1步的认识，从而激励人们探索电和磁普遍联系的理论。从这定律出发，J.C.麦克斯韦推广了电场的概念：空间不但可以存在由电荷激发的静电场，也可存在由变化磁场激发的涡旋电场。根据这一假设，得出了电磁场方程组中的1个基本方程墷×E＝-дB/дt。

电磁感应现象的发现在实际应用方面有着更为重要的意义，电力、电信等工程的发展就同这一发现有密切的关系；发电机、变压器等重要电力设备都是直接应用电磁感应原理制成，用它们建立电力系统，将各种能源（煤、石油、水力等）转换成电能并输送到需要的地方，这就极大地推动了社会生产力的发展。

法拉第1831年8月29日日记手迹参见M.法拉第,它记录了电磁感应的第1个成功的实验。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -知识要点

一、基础知识

1、电磁感应、感应电动势、感应电流I

电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。所产生的电流叫做感应电流。要注意理解:1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源。2)产生感应电动势与电路是否闭合无关,而产生感应电流必须闭合电路。3)产生感应电流的2种叙述是等效的,即闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。

2、电磁感应规律

感应电动势的大小:由法拉第电磁感应定律确定。

--当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为。

如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为，则MN受向左的安培力，要保持MN以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。

而在时间内，电流做功，据能量转化关系，，则。

∴，M点电势高，N点电势低。

此公式使用条件是方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。

，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比--法拉第电磁感应定律。

如上图中分析所用电路图，在回路中面积变化，而回路跌磁通变化量，又知。

∴

如果回路是匝串联，则。

公式一:。注意:1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关,而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二:。要注意:1)该式通常用于导体切割磁感线时,且导线与磁感线互相垂直(l^B)。2)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式三:。注意:1)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。2)与电流的变化率成正比。

公式中涉及到磁通量的变化量的计算,对的计算,一般遇到有2种情况:1)回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强度发生变化,由,此时,此式中的叫磁感应强度的变化率,若是恒定的,即磁场变化是均匀的,那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则,线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。

严格区别磁通量,磁通量的变化量磁通量的变化率,磁通量,表示穿过研究平面的磁感线的条数,磁通量的变化量,表示磁通量变化的多少,磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,,大,不一定大;大,也不一定大,它们的区别类似于力学中的v,的区别,另外I、也有类似的区别。

公式一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同,对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况,如何求感应电动势？如图1所示,一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度匀速转动,转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求AC产生的感应电动势,显然,AC各部分切割磁感线的速度不相等,,且AC上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC切割的速度可用其平均切割速度,即,故。

--当长为L的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B的平面内，以角速度匀速转动时，其两端感应电动势为。

如图所示，AO导线长L，以O端为轴，以角速度匀速转动一星期，所用时间，描过面积，（认为面积变化由0增到）则磁通变化。

在AO间产生的感应电动势且用右手定则制定A端电势高，O端电势低。

--面积为S的纸圈，共匝，在匀强磁场B中，以角速度匀速转坳，其转轴与磁场方向垂直，则当线圈平面与磁场方向平行时，线圈两端有最大有感应电动势。

如图所示，设线框长为L，宽为d，以转到图示位置时，边垂直磁场方向向纸外运动，切割磁感线，速度为（圆运动半径为宽边d的一半）产生感应电动势

，端电势高于端电势。

边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动，同理产生感应电动热势。端电势高于端电势。

边，边不切割，不产生感应电动势，．两端等电势，则输出端M．N电动势为。

如果线圈匝，则，M端电势高，N端电势低。

参照俯示图，这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线，所以有感应电动势最大值，如从图示位置转过1个角度，则圆运动线速度，在垂直磁场方向的分量应为，则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值.即作最大值方向的投影，（是线圈平面与磁场方向的夹角）。

当线圈平面垂直磁场方向时，线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，感应电动势为零。

总结：计算感应电动势公式：

注意：公式中字母的含义，公式的适用条件及使用图景。

区分感应电量与感应电流,回路中发生磁通变化时,由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流,在内迁移的电量(感应电量)为

,仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与发生磁通变化的时间无关。因此,当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时,线圈里聚积的感应电量相等,但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同,外力做功也不同。

2、自感现象、自感电动势、自感系数L

自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。所产生的感应电动势叫做自感电动势。自感系数简称自感或电感,它是反映线圈特性的物理量。线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。另外,有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。

自感现象分通电自感和断电自感2种,其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题,如图2所示,原来电路闭合处于稳定状态,L与并联,其电流分别为,方向都是从左到右。在断开S的瞬间,灯A中原来的从左向右的电流立即消失,但是灯A与线圈L构成一闭合回路,由于L的自感作用,其中的电流

不会立即消失,而是在回路中逐断减弱维持暂短的时间,在这个时间内灯A中有从右向左的电流通过,此时通过灯A的电流是从开始减弱的,如果原来,则在灯A熄灭之前要闪亮一下;如果原来,则灯A是逐断熄灭不再闪亮一下。原来哪1个大,要由L的直流电阻和A的电阻的大小来决定,如果,如果。

电磁感应原理_法拉第电磁感应定律 -分析实例

如图所示，此时线圈中通有右示箭头方向的电流，它建立的电流磁场B用右手安培定则判定，由下向上，穿过线圈。

当把滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电路中电阻增大，电源电动势不变，则线圈中的电流变小，穿过线圈的电流磁场变小，磁通量变小。根据楞次定律，产生感应电流的磁场阻碍原磁通量变小，所以感应电流磁场方向与原电流磁场同向，也向上。根据右手安培定则，感应电流与原电流同向，阻碍原电流减弱。

同理，如将滑片P向左滑动，线圈中原电流增强，电流磁场增强，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，其磁场阻碍原磁通量增强与原磁场反向而自上向下穿过线圈，据右手安培定则判定感应电流方向与原电流反向，阻碍原电流增强。

2、由于线圈（导体）本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。

由上例分析可知：自感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流的变化。

3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比。

L是线圈的自感系数，是线圈自身性质，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利（H）。

如是线圈的电流每秒钟变化1A，在线圈可以产生1V的自感电动势，则线圈的自感系数为1H。还有毫亨（mH），微亨（H）。

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