第五节 电磁感应规律的应用
[学习目标] 1.知道法拉第电机的结构和工作原理．(重点)2.理解电磁感应现象中能量转化与守恒，并能解答相关问题．(难点)3.了解电磁感应规律在生产和生活中的应用，会运用电磁感应规律解决生活和生产中的有关问题．
一、法拉第电机
1．原理
放在两极之间的铜盘可以看作是由无数根铜棒组成的，铜棒一端连在铜盘圆心，另一端连在圆盘边缘．当转动圆盘时，铜棒在两磁极间切割磁感线，铜棒就相当于电源，其中圆心为电源的一个极，铜盘的边缘为电源的另一个极．它可以通过导线对用电器供电，使之获得持续的电流．
2．转动切割电动势的大小
如图所示，电机工作时电动
势的大小
E＝＝＝＝BωL2.
或E＝BLv中＝BL·Lω＝BωL2.
3．电势高低的判断
产生电动势的导体相当于电源，在电源内部电动势的方向从低电势指向高电势．
4．电磁感应中的电路问题
(1)内电路和外电路
切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．
该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内电阻，其余部分是外电阻．
(2)电源电动势和路端电压
电动势：E＝n或E＝BLvsin_θ.
路端电压：U＝E－Ir.
(3)电流方向
在电源内部：电流由负极流向正极．
在电源外部：电流由正极经用电器流向负极．
二、电磁感应中的能量转化
1．电磁感应现象中产生的电能是通过克服安培力做功转化而来的．
2．克服安培力做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又通过电流做功而转化为其他形式的能．
3．反电动势
(1)定义：直流电动机模型通电后，线圈因受安培力而转动，切割磁感线产生的感应电动势．
(2)方向：与外加电压的方向相反．
(3)决定因素：电动机线圈转动越快，反电动势越大．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)导体杆在磁场中切割磁感线产生感应电动势相当于电源，其余部分相当于外电路．(√)
(2)长为l的直导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速运动产生的最大感应电动势为Blv.(√)
(3)在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落直至穿过线圈过程中，磁铁下落过程中机械能守恒．(×)
(4)在电源内部电流从正极流向负极．(×)
(5)反电动势的方向与外加电压的方向相反．(√)
2．如图甲所示，匝数n＝50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a、b两点的电势高低与电压表的读数为( )
甲 乙
A．φa>φb,20 V B．φa>φb,10 V
C．φa<φb,20 V D．φa<φb,10 V
B [圆形线圈产生电动势，相当于电源内电路．磁通量均匀增大，由楞次定律知，线圈中感应电流为逆时针方向，又线圈相当于内电路，故φa>φb；E＝n＝50× V＝10 V，因而电压表的读数为10 V．电压表测量的是电源的电动势，即感应电动势．故B正确．]
