高中物理《法拉第电磁感应定律》人教版选修.ppt

1理解感应电动势的概念。 2理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够 运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电 动势的大小。 3能够运用EBlv或EBlvsin 计算导体 切割磁感线时的感应电动势。 4会用楞次定律或右手定则判断感应电动势 的方向。,读教材填要点,1感应电动势 (1)定义：在 现象中产生的电动势。 (2)感应电动势与感应电流的关系： 产生感应电动势的部分相当于 ，闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不闭合，则没有 ，但仍有 。,电磁感应,电源,感应电流,感应电动势,磁通量的变化率,韦伯,伏特,3导线切割磁感线时的感应电动势 (1)导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图441所示，E 。 图441 图442 (2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为时，如图442所示，E 。,Blv,Blvsin ,4反电动势 (1)定义：电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称它为反电动势。 (2)作用：阻碍线圈的转动。 (3)能量转化：反电动势阻碍转动的过程即为电路中电能转化为其他形式能的过程。,关键一点 反电动势是电动机转动时线圈切割磁感线运动时产生的，电动机工作时，因有反电动势存在，所以欧姆定律不能直接使用。,试身手夯基础,1. 下列几种说法正确的是 ( ) 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线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动 势一定越大 D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势 一定越大,解析：依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量无关、与磁通量的变化量无关，与线圈匝数和磁通量的变化率成正比。因此，选项A、B都是错误的。磁场的强弱与感应电动势也无关，所以，选项C也是不对的。线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越大， 依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动势越大，故选项D是正确的。 答案： D,2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少 2 Wb，则 ( ) A线圈中感应电动势每秒增加2 V B线圈中感应电动势每秒减小2 V C线圈中无感应电动势 D线圈中感应电动势大小不变,解析：因线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率/t为一定值，又因为是单匝线圈，据E/t可知选项D正确。 答案： D,3试写出如图443所示的各种情况下，导线中所产 生的感应电动势的表达式(导线长均为l，速度为v，磁感应强度为B，图丙中导体垂直纸面)。,图443,解析：图甲中导线的速度与B在同一平面内，故图甲中感应电动势E10。 图乙中磁感应强度B、导线l、导线的速度v相互垂直，故E2Blv。 图丙中导线与B平行，导线运动时不切割磁感线，故E30。 答案：甲：E10 乙：E2Blv 丙：E30,答案：8102 8,1一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？,答案 4104 Wb 8103 Wb/s 1.6 V,1对公式EBlvsin 的理解 (1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导线运动速度为v时的瞬时电动势，随着v的变化，E也相应变化；若v为平均速度，则E为平均感应电动势。 (2)当B、l、v三个量方向互相垂直时，90，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，0，感应电动势为零。,(3)式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，l应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图444所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长。,图444,公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。,图445,2(2012四川高考)半径为a右端开小 口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位 长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整 个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场， 磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行 图446 于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图446所示，则 ( ),思路点拨 解答本题时应注意以下两点： (1)导体圆环右端开小口对电路的影响； (2)取不同值时杆切割磁感线的有效长度。,答案 AD,求解导线切割磁感线产生的感应电动势时，首先要弄清B与l是否垂直，并正确运用公式，另外要注意对切割磁感线的有效长度l的理解。,名师点睛 (1)产生感应电动势的导体相当于电源，感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。 (2)求解电路中通过的电荷量，一定要用平均电动势和平均电流计算。,3如图447(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图447(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计，求0至t1时间内,图447,(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。 (2)通过电阻R1上