感应电动势与电磁感应定律课件1鲁科版

第2节感应电动势与电磁感应定律第2节感应电动势与电磁感应定律课标定位学习目标：1.知道感应电动势的概念．2．理解法拉第电磁感应定律内容和数学表达式．3．知道公式E＝Blv的推导过程及其与一般表达式之间的区别．4．会用电磁感应定律解决有关问题．课标定位学习目标：1.知道感应电动势的概念．重点难点：1.理解电磁感应定律的内容及应用．2．感应电动势和感应电流的区别与联系．易错问题：1.由于对公式E＝Blv的前提条件不理解，存在乱套公式的现象．2．由于对法拉第电磁感应定律理解不到位，易出现由ΔΦ的大小判断电动势大小的现象．重点难点：1.理解电磁感应定律的内容及应用．基础知识梳理一、感应电动势1．感应电动势：电磁感应现象都伴随着

的转化，在

现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于

．2．感应电动势与感应电流的关系(1)在电磁感应现象中，闭合电路中有

，有

；电路断开时，没有

，有

．能量电磁感应电源感应电动势感应电流感应电流感应电动势基础知识梳理一、感应电动势能量电磁感应电源感应电动势感应电流(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成

，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的

．二、电磁感应定律1．影响感应电动势的因素电路中产生的感应电动势的大小与电路中的磁通量

有关，即与

有关．磁通量的变化率在数值上等于

磁通量的变化量，它是表示磁通量

的物理量．无关本质变化的快慢磁通量的变化率单位时间内变化快慢(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成思考思考2．法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的

成正比．

(2)表达式：对单匝线圈E＝

，k为比例系数，国际单位制中k＝1.上式可简化为，对n匝线圈E＝

.磁通量变化率2．法拉第电磁感应定律磁通量变化率(3)单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是

，磁通量Φ的单位是

，磁通量变化量ΔΦ的单位是

，时间Δt的单位是

．3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体在匀强磁场中运动，如图1－2－1所示，B、l、v两两垂直时，E＝

.

伏特韦伯韦伯秒Blv(3)单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是(2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时(如图1－2－2)，E＝

.图1－2－1图1－2－2Blvsinθ(2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时2.切割类产生的电动势E=Blv在任何情况下都适用吗？【思考·提示】不．只有在B、l、v两两相互垂直的情况下适用．思考2.切割类产生的电动势E=Blv在任何情况下都适用吗？思考一、对法拉第电磁感应定律的理解1．感应电动势与磁通量、磁通量变化量及磁通量变化率的关系核心要点突破一、对法拉第电磁感应定律的理解核心要点突破2．电量与磁通量变化量、时间和电阻的关系2．电量与磁通量变化量、时间和电阻的关系感应电动势与电磁感应定律课件1鲁科版特别提醒特别提醒二、对公式E＝Blvsinθ的理解1．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势，若v为平均速度，则E为平均电动势．2．当B、l、v三个量方向相互垂直时，即θ＝90°时，E＝Blv；当有任意两个量的方向平行时，即θ＝0°时，E＝0.二、对公式E＝Blvsinθ的理解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1－2－3所示，则应取B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长．图1－2－33．式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和图1－2－4图1－2－45．切割磁感线的导体中产生感应电动势，等效为电源；导轨和电阻上不产生感应电动势，等效于外电路．三、感应电动势与感应电流的比较项目感应电动势E感应电流I定义在电磁感应现象中产生的电动势在电磁感应现象中产生的电流物理意义反映在电磁感应过程中把其他形式的能转化成电能的本领大小电荷定向移动形成的现象产生条件磁通量发生变化，与电路是否闭合无关电路闭合，磁通量发生变化5．切割磁感线的导体中产生感应电动势，等效为电源；导轨和电阻项目感应电动势E感应电流I大小决定因素与穿过电路的磁通量变化的快慢有关(成正比)感应电动势及电路的组成因果关系在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应电流是表象数量关系遵循闭合电路欧姆定律，即I＝E/R项目感应电动势E感应电流I大小决定因素与穿过电路的磁通量变化一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中，磁场方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势为________V.课堂互动讲练类型一例1一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中，磁场方向与【思路点拨】磁通量的变化率跟线圈的匝数无关，即每一匝的磁通量变化率都相等；但整个线圈的感应电动势则跟线圈的匝数有关，即跟匝数成正比．【解析】磁通量的变化量ΔΦ＝ΔBSsin30°＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5Wb＝4×10－4Wb，【思路点拨】磁通量的变化率跟线圈的匝数无关，即每一匝的磁通【答案】

8×10－3

1.6【答案】8×10－31.6【易误警示】本题磁通量变化率的计算中，易出现ΔΦ＝nΔB·S的错误，要明确磁通量及磁通量的变化都与线圈匝数无关，感应电动势的大小和匝数成正比．【易误警示】本题磁通量变化率的计算中，易出现ΔΦ＝nΔB·1.如图1－2－5所示，矩形线圈面积为S，线圈平面垂直于磁感应强度为B的范围足够大的匀强磁场放置．若在时间t内将线圈绕bc轴翻转180°，则线圈中产生的平均感应电动势是多大？变式拓展图1－2－51.如图1－2－5所示，矩形线圈面积为S，线圈平面垂直于磁感感应电动势与电磁感应定律课件1鲁科版如图1－2－6所示，导体棒ab长L，沿倾角为α的斜导轨以速度v下滑，匀强磁场磁感应强度为B.(1)若磁感应强度B的方向垂直于斜导轨向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？(2)若磁感应强度B的方向竖直向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？类型二公式E＝Blvsinθ的理解及应用例2如图1－2－6所示，导体棒ab长L，沿倾角为α的斜导轨以速度【思路点拨】这是导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题，使用公式E＝BLvsinθ进行计算比较方便，但要注意各种情况中夹角θ的分析．图1－2－6【思路点拨】这是导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题，【解析】

(1)当磁感应强度B的方向垂直于斜轨时，导体棒ab的速度方向与B是垂直的，即v与B的夹角θ＝90°，则可将感应电动势直接写为E1＝BLv，图1－2－7【解析】(1)当磁感应强度B的方向垂直于斜轨时，导体棒ab(2)法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时v与B的夹角θ＝90°＋α，我们可直接套用公式写出此时的感应电动势E2＝BLvsin(90°＋α)＝BLvcosα.法二：将棒的速度v分解为垂直于B和平行于B的两个分量，只有垂直于B的速度分量v⊥＝vcosα才对产生感应电动势有贡献，所以感应电动势E2＝BLv⊥＝BLvcosα.【答案】

(1)BLv

(2)BLvcosα.(2)法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时v与B的夹角θ＝9【点评】当应用公式E＝Blvsinα进行电动势大小的计算时，一定要结合具体物理情况分析B、l、v三者的关系．若B和v不相互垂直，分解是比较好的方法．【点评】当应用公式E＝Blvsinα进行电动势大小的计算时2．如图1－2－8所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是(

)变式拓展图1－2－82．如图1－2－8所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动A．乙和丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁

D．只有乙解析：选B.甲、乙、丁三图中，B、v、l两两垂直，且l为有效切割长度，产生的电动势都为E＝Blv，丙图中E＝Blvsinθ.A．乙和丁B．甲、乙、丁把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图1－2－9所示．一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当棒以恒定速度v向右移动，经过圆心O时，求：金属棒上电流的大小及棒两端的电压．类型三电磁感应中的电路问题例3把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在【思路点拨】首先要明确其等效电路，可知棒两端的电压为闭合回路的外电压．求出感应电动势后，由闭合电路欧姆定律即可求棒上的电流和棒两端的电压．【思路点拨】首先要明确其等效电路，可知棒两端的电压为闭合回【点评】准确分析电路的结构是解答该类问题的关键，要明确哪部分是电路中的电源，哪部分是外电路．【点评】准确分析电路的结构是解答该类问题的关键，要明确哪部3.如图1－2－10所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，有一长为0.5m、电阻为1.0Ω的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，R1＝R2＝2.0Ω，其他电阻不计，求流过AB的电流I.变式拓展图1－2－103.如图1－2－10所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场答案：0.5A答案：0.5A有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。第2节感应电动势与电磁感应定律第2节感应电动势与电磁感应定律课标定位学习目标：1.知道感应电动势的概念．2．理解法拉第电磁感应定律内容和数学表达式．3．知道公式E＝Blv的推导过程及其与一般表达式之间的区别．4．会用电磁感应定律解决有关问题．课标定位学习目标：1.知道感应电动势的概念．重点难点：1.理解电磁感应定律的内容及应用．2．感应电动势和感应电流的区别与联系．易错问题：1.由于对公式E＝Blv的前提条件不理解，存在乱套公式的现象．2．由于对法拉第电磁感应定律理解不到位，易出现由ΔΦ的大小判断电动势大小的现象．重点难点：1.理解电磁感应定律的内容及应用．基础知识梳理一、感应电动势1．感应电动势：电磁感应现象都伴随着

的转化，在

现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于

．2．感应电动势与感应电流的关系(1)在电磁感应现象中，闭合电路中有

，有

；电路断开时，没有

，有

．能量电磁感应电源感应电动势感应电流感应电流感应电动势基础知识梳理一、感应电动势能量电磁感应电源感应电动势感应电流(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成

，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的

．二、电磁感应定律1．影响感应电动势的因素电路中产生的感应电动势的大小与电路中的磁通量

有关，即与

有关．磁通量的变化率在数值上等于

磁通量的变化量，它是表示磁通量

的物理量．无关本质变化的快慢磁通量的变化率单位时间内变化快慢(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成思考思考2．法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的

成正比．

(2)表达式：对单匝线圈E＝

，k为比例系数，国际单位制中k＝1.上式可简化为，对n匝线圈E＝

.磁通量变化率2．法拉第电磁感应定律磁通量变化率(3)单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是

，磁通量Φ的单位是

，磁通量变化量ΔΦ的单位是

，时间Δt的单位是

．3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体在匀强磁场中运动，如图1－2－1所示，B、l、v两两垂直时，E＝

.

伏特韦伯韦伯秒Blv(3)单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是(2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时(如图1－2－2)，E＝

.图1－2－1图1－2－2Blvsinθ(2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时2.切割类产生的电动势E=Blv在任何情况下都适用吗？【思考·提示】不．只有在B、l、v两两相互垂直的情况下适用．思考2.切割类产生的电动势E=Blv在任何情况下都适用吗？思考一、对法拉第电磁感应定律的理解1．感应电动势与磁通量、磁通量变化量及磁通量变化率的关系核心要点突破一、对法拉第电磁感应定律的理解核心要点突破2．电量与磁通量变化量、时间和电阻的关系2．电量与磁通量变化量、时间和电阻的关系感应电动势与电磁感应定律课件1鲁科版特别提醒特别提醒二、对公式E＝Blvsinθ的理解1．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势，若v为平均速度，则E为平均电动势．2．当B、l、v三个量方向相互垂直时，即θ＝90°时，E＝Blv；当有任意两个量的方向平行时，即θ＝0°时，E＝0.二、对公式E＝Blvsinθ的理解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1－2－3所示，则应取B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长．图1－2－33．式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和图1－2－4图1－2－45．切割磁感线的导体中产生感应电动势，等效为电源；导轨和电阻上不产生感应电动势，等效于外电路．三、感应电动势与感应电流的比较项目感应电动势E感应电流I定义在电磁感应现象中产生的电动势在电磁感应现象中产生的电流物理意义反映在电磁感应过程中把其他形式的能转化成电能的本领大小电荷定向移动形成的现象产生条件磁通量发生变化，与电路是否闭合无关电路闭合，磁通量发生变化5．切割磁感线的导体中产生感应电动势，等效为电源；导轨和电阻项目感应电动势E感应电流I大小决定因素与穿过电路的磁通量变化的快慢有关(成正比)感应电动势及电路的组成因果关系在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应电流是表象数量关系遵循闭合电路欧姆定律，即I＝E/R项目感应电动势E感应电流I大小决定因素与穿过电路的磁通量变化一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中，磁场方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势为________V.课堂互动讲练类型一例1一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中，磁场方向与【思路点拨】磁通量的变化率跟线圈的匝数无关，即每一匝的磁通量变化率都相等；但整个线圈的感应电动势则跟线圈的匝数有关，即跟匝数成正比．【解析】磁通量的变化量ΔΦ＝ΔBSsin30°＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5Wb＝4×10－4Wb，【思路点拨】磁通量的变化率跟线圈的匝数无关，即每一匝的磁通【答案】

8×10－3

1.6【答案】8×10－31.6【易误警示】本题磁通量变化率的计算中，易出现ΔΦ＝nΔB·S的错误，要明确磁通量及磁通量的变化都与线圈匝数无关，感应电动势的大小和匝数成正比．【易误警示】本题磁通量变化率的计算中，易出现ΔΦ＝nΔB·1.如图1－2－5所示，矩形线圈面积为S，线圈平面垂直于磁感应强度为B的范围足够大的匀强磁场放置．若在时间t内将线圈绕bc轴翻转180°，则线圈中产生的平均感应电动势是多大？变式拓展图1－2－51.如图1－2－5所示，矩形线圈面积为S，线圈平面垂直于磁感感应电动势与电磁感应定律课件1鲁科版如图1－2－6所示，导体棒ab长L，沿倾角为α的斜导轨以速度v下滑，匀强磁场磁感应强度为B.(1)若磁感应强度B的方向垂直于斜导轨向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？(2)若磁感应强度B的方向竖直向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？类型二公式E＝Blvsinθ的理解及应用例2如图1－2－6所示，导体棒ab长L，沿倾角为α的斜导轨以速度【思路点拨】这是导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题，使用公式E＝BLvsinθ进行计算比较方便，但要注意各种情况中夹角θ的分析．图1－2－6【思路点拨】这是导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题，【解析】

(1)当磁感应强度B的方向垂直于斜轨时，导体棒ab的速度方向与B是垂直的，即v与B的夹角θ＝90°，则可将感应电动势直接写为E1＝BLv，图1－2－7【解析】(1)当磁感应强度B的方向垂直于斜轨时，导体棒ab(2)法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时v与B的夹角θ＝90°＋α，我们可直接套用公式写出此时的感应电动势E2＝BLvsin(90°＋α)＝BLvcosα.法二：将棒的速度v分解为垂直于B和平行于B的两个分量，只有垂直于B的速度分量v⊥＝vcosα才对产生感应电动势有贡献，所以感应电动势E2＝BLv⊥＝BLvcosα.【答案】

(1)BLv

(2)BLvcosα.(2)法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时v与B的夹角θ＝9【点评】当应用公式E＝Blvsinα进行电动势大小的计算时，一定要结合具体物理情况分析B、l、v三者的关系．若B和v不相互垂直，分解是比较好的方法