第四节 法拉第电磁感应定律

　　【思维激活】

　　1.极地卫星是绕地球两极运转的科学考察卫星。假设地磁极与地理南北极重合。若从卫星上释放一条电缆线，下端系一重物，重物在卫星的正下方。试问，该电缆线会不会切割地磁场线而产生感应电动势？

　　提示：会产生感应电动势。极地卫星轨道平面不变，但地球的自转仍会让电缆线切割磁感线，因此会产生感应电动势。

　　2.法拉第制造了人类历史上的第一台发电机，圆盘发电机。如圆所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两个铜片C、D分别与转动轴和圆盘边缘接触良好。使圆盘转动起来，电阻R中就有电流流过。问题：穿过铜盘的磁通量并没有发生变化，怎么会有感应电流呢？圆盘的转动快慢对小灯泡的亮度有什么影响？

　　提示：从盘心C到边缘可看成由无数根辐向分布的铜条组成，每一根铜条都和R构成闭合电路，铜盘转动过程中，总会有处在磁场中铜条在做切割磁感线运动，因此闭合电路中就有感应电流通过。转动的越快小灯泡就越亮，转动的越慢小灯泡就越暗，甚至不亮。

　　感应电动势与磁通量有什么关系？

　　【自主整理】

　　1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。在产生感应电流的电路中，即使电路不闭合，没有感应电流，感应电动势依然存在。

　　2.磁通量的变化率：磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示变化ΔΦ所用的时间。

　　3.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律，数学表达式为E=；若闭合电路是一个n匝线圈，每匝线圈中的磁通量的变化率都相同，则整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍，数学表达式为E=n。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯（Wb），感应电动势的单位是伏特（υ）。

4.导体切割磁感线时的电动势：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若磁场、导体和运动速度两两垂直，产生的感应电动势的大小等于磁场强度、切割磁感线的导体长度、导体切割磁感线的速度三者的乘积。数学表达式为E=BLυ。若运动速度v与导体的长度l