高中物理 第1章 第2讲 感应电动势与电磁感应定律课件 鲁科版选修32.ppt

高中物理 选修3 2 鲁科版 第一章电磁感应 第二讲感应电动势与电磁感应定律 目标定位 感应电动势与电磁感应定律 预习导学 一 感应电动势 想一想穿过某电路的磁通量的变化量越大 产生的感应电动势就越大吗 答案不一定 感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率而不是变化量 即感应电动势的大小由磁通量的变化量和发生这个变化所用的时间这两个因素共同决定 二 电磁感应定律 感应电动势与电磁感应定律 一 法拉第电磁感应定律的理解 1 感应电动势e n e只与成正比 与 的大小无关 课堂讲义 1 线圈面积s不变 磁感应强度b均匀变化 e n s 为b t图象上某点切线的斜率 2 磁感应强度b不变 线圈的面积s均匀变化 e nb 2 下列是两种常见的产生感应电动势的情况 其中线圈的匝数为n 3 用e 所求的一般为平均感应电动势 且所求的感应电动势为整个回路的感应电动势 感应电动势与电磁感应定律 例1 下列几种说法中正确的是 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 课堂讲义 感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比 感应电动势与电磁感应定律 例2 如图甲所示 一个圆形线圈的匝数n 1000 线圈面积s 200cm2 线圈的电阻r 1 线圈外接一个阻值r 4 的电阻 把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中 磁感应强度随时间变化规律如图乙所示 求 1 前4s内的感应电动势的大小 以及通过r的电流方向 2 前5s内的感应电动势 课堂讲义 楞次定律 自下而上 感应电动势与电磁感应定律 针对训练1如图所示 一两端闭合的正方形线圈共有n 10匝 每边长l 10cm 所用导线每米长的阻值r0 2 一个范围较大的匀强磁场与线圈平面垂直 当磁场以0 5t s均匀增大时 在线圈导线中的电流有多大 课堂讲义 法拉第电磁感应定律 线圈的电阻 闭合电路欧姆定律 感应电动势与电磁感应定律 二 导体切割磁感线时的电动势 1 公式e blvsin 的理解 课堂讲义 1 该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论 通常用来求导体做切割磁感线运动时的感应电动势 若b l v两两垂直 则e blv 2 式中l应理解为导线切割磁感线时的有效长度 即导体在与v垂直方向上的投影长度 在图乙中 感应电动势e blvsin blv 如图甲中 感应电动势e blv 2brv b rv 感应电动势与电磁感应定律 例3 如图所示 一金属弯杆处在磁感应强度大小为b 方向垂直纸面向里的匀强磁场中 已知ab bc l 当它以速度v向右平动时 a c两点间的电势差为 a blvb blvsin c blvcos d blv 1 sin 课堂讲义 导体杆切割磁感线的有效长度为lsin blvsin 感应电动势与电磁感应定律 三 公式e n与e blvsin 的区别 1 研究对象不同 课堂讲义 2 实际应用不同 3 e的意义不同 e n研究整个闭合回路 适用于各种电磁感应现象 e blvsin 研究的是闭合回路上的一部分 即做切割磁感线运动的导线 e n求得的一般是平均感应电动势 当 t 0时 e n可表示瞬时感应电动势 e blv一般求得的是瞬时感应电动势 当v表示 t时间内的平均速度时 e blv也可表示平均感应电动势 e n应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便 e blvsin 应用于导线切割磁感线所产生的感应电动势较方便 感应电动势与电磁感应定律 例4 如图所示 导轨om和on都在纸面内 导体ab可在导轨上 无摩擦滑动 若ab以5m s的速度从o点开始沿导轨匀速右滑 导体与导轨都足够长 它们每米长度的电阻都是0 2 磁场的磁感应强度为0 2t 问 1 3s末夹在导轨间的导体长度是多少 此时导体切割磁场产生的感应电动势多大 回路中的电流为多少 2 3s内回路中的磁通量变化了多少 此过程中的平均感应电动势为多少 课堂讲义 电路电阻为 感应电动势与电磁感应定律 针对训练2如图所示 可绕固定轴oo 转动的正方形线框的边长为l 不计摩擦和空气阻力 线框从水平位置由静止释放 到达竖直位置所用的时间为t ab边的速度为v 设线框始终处在竖直向下 磁感应强度为b的匀强磁场中 试求 1 这个过程中回路中的感应电动势 2 到达竖直位置时回路中的感应电动势 课堂讲义 e blv 瞬时感应电动势 平均感应电动势 感应电动势与电磁感应定律 1 关于感应电动势的大小 下列说法正确的是 a 穿过闭合电路的磁通量最大时 其感应电动势一定最大b 穿过闭合电路的磁通量为零时 其感应电动势一定为零c 穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时 其感应电动势一定为零d 穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时 其感应电动势一定不为零 对点练习 对法拉第电磁感应定律的理解 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 不管电路是否闭合 穿过电路的磁通量变化 有感应电动势产生 感应电动势与电磁感应定律 2 如图甲所示 线圈的匝数n 100匝 横截面积s 50cm2 线圈总电阻r 10 沿轴向有匀强磁场 设图示磁场方向为正 磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示变化 则在开始的0 1s内 a 磁通量的变化量为0 25wbb 磁通量的变化率为2 5 10 2wb sc a b间电压为0d 在a b间接一个理想电流表时 电流表的示数为0 25a 对点练习 感应电动势与电磁感应定律 3 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量 随时间t的关系图象如图所示 则 a 在t 0时刻 线圈中磁通量最大 感应电动势也最大b 在t 1 10 2s时刻 感应电动势最大c 在t 2 10 2s时刻 感应电动势为零d 在0 2 10 2s时间内 线圈中感应电动势的平均值为零 对点练习 感应电动势与电磁感应定律 4 如图所示 在竖直向下的匀强磁场中 将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出 设运动的整