高中物理第一章电磁感应3法拉第电磁感应定律省公开课一等奖新名师获奖课件

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法拉第电磁感应定律第一章电磁感应1/301.了解法拉第电磁感应定律内容、数学表示式.2.会用E＝BLvsinθ和E＝n处理问题.目标定位2/30二、导体切割磁感线产生感应电动势三、E＝n

及E＝BLvsinθ对比应用栏目索引一、法拉第电磁感应定律对点检测自查自纠3/30一、法拉第电磁感应定律知识梳理1.感应电动势由

产生电动势，叫感应电动势.产生感应电动势那部分导体相当于

，导体本身电阻相当于

.当电路断开时，

___(填“有”或“无”)感应电流，但

(填“有”或“无”)感应电动势.2.法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量成正比.(2)表示式：答案电源内阻电磁感应电源无改变率有4/303.对感应电动势了解(1)磁通量改变常由B改变或S改变引发.①当ΔΦ仅由B改变引发时，②当ΔΦ仅由S改变引发时，

(2)

计算是Δt时间内平均感应电动势，当Δt→0时，

值才等于瞬时感应电动势.5/30【深度思索】(1)感应电动势大小与Φ或ΔΦ大小有没相关系？答案E大小与Φ或ΔΦ大小没相关系.答案(2)Φ、ΔΦ、

与线圈匝数相关吗？感应电动势E与线圈匝数相关吗？答案Φ、ΔΦ、

均与某一面积相联络，与线圈匝数无关；n匝线圈时相当于n个单匝线圈串联，所以感应电动势E与线圈匝数相关.6/30典例精析例1

一闭合圆形线圈放在匀强磁场中，线圈轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀改变．在以下方法中能使线圈中感应电流增加一倍是(

)A．把线圈匝数增大一倍

B．把线圈面积增大一倍C．把线圈半径增大一倍

D．把线圈匝数降低到原来二分之一解析答案7/30解析设感应电流为I，电阻为R，匝数为n，线圈半径为r，线圈面积为S，导线横截面积为S′.答案C8/30例2如图1甲所表示螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，方向向右穿过螺线管匀强磁场磁感应强度按图乙所表示规律改变，图1解析磁通量改变量是由磁感应强度改变引发，则Φ1＝B1SΦ2＝B2S

ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS＝(6－2)×20×10－4Wb＝8×10－3Wb.答案8×10－3Wb

(1)2s内穿过螺线管磁通量改变量是多少？解析答案9/30(2)磁通量改变率多大？解析磁通量改变率为答案4×10－3Wb/s

(3)螺线管中感应电动势大小为多少？解析依据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小答案6V解析答案解题技巧10/30解题技巧应用E＝n时应注意三个问题：(1)此公式适合用于求平均感应电动势.(2)计算电动势大小时，ΔΦ取绝对值不包括正、负.(3) 图像斜率，

图像斜率.11/30针对训练如图2甲所表示，一个圆形线圈匝数n＝1000，线圈面积S＝200cm2，线圈电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里匀强磁场中，磁感应强度随时间改变规律如图乙所表示，求：(1)前4s内感应电动势；解析前4s内磁通量改变ΔΦ＝Φ2－Φ1＝S(B2－B1)＝200×10－4×(0.4－0.2)Wb＝4×10－3Wb由法拉第电磁感应定律得图2答案1V解析答案12/30返回解析答案(2)前5s内感应电动势.解析前5s内磁通量改变ΔΦ′＝Φ2′－Φ1＝S(B2′－B1)＝200×10－4×(0.2－0.2)Wb＝0由法拉第电磁感应定律得答案013/302.不垂直切割：导体运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所表示，则E＝

＝

.BLv1BLvsinθ二、导体切割磁感线产生感应电动势答案知识梳理1.垂直切割：导体棒垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图3甲所表示，E＝

.图3BLv14/303.公式E＝BLvsinθ了解(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律一个推论，通惯用来求导体做切割磁感线运动时感应电动势.(2)式中L应了解为导体切割磁感线时有效长度，即导体在与v垂直方向上投影长度.如图4甲中，感应电动势E＝BLv＝2Brv≠Bπrv(半圆形导线做切割磁感线运动).在图乙中，感应电动势E＝BLvsinθ≠BLv.(3)公式中v应了解为导体和磁场间相对速度，当导体不动而磁场运动时，一样有感应电动势产生.图415/30答案【深度思索】导体棒运动速度越大，产生感应电动势越大吗？答案导体棒切割磁感线时，产生感应电动势大小与垂直磁感线速度相关，而速度大，垂直磁感线方向速度不一定大.所以，导体棒运动速度越大，产生感应电动势不一定越大.16/30典例精析例3如图5所表示，一金属弯杆处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间电势差为(

)A.BLv

B.BLvsinθC.BLvcosθ

D.BLv(1＋sinθ)解析答案图5总结提升解析导体杆切割磁感线有效长度为Lsinθ，故B正确.B返回17/30总结提升在公式E＝BLv中，L是指导体棒有效切割长度，即导体棒在垂直于速度v方向上投影长度.返回18/30三、E＝n及E＝BLvsinθ对比应用经典精析例4在范围足够大、方向竖直向下匀强磁场中，B＝0.2T,有一水平放置光滑框架，宽度为l＝0.4m，如图6所表示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω金属杆cd，框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a＝2m/s2，由静止开始做匀变速直线运动，则：(1)在5s内平均感应电动势是多少？图6解析答案19/30由①②得：E＝0.4V故平均感应电动势E＝Blv＝0.4V.答案0.4V20/30(2)第5s末，回路中电流多大？解析第5s末：v′＝at＝10m/s，此时感应电动势：E′＝Blv′答案0.8A图6解析答案总结提升返回21/30总结提升E＝BLv和E＝n本质上是统一.前者是后者一个特殊情况.不过，当导体做切割磁感线运动时，用E＝BLv求E比较方便；当穿过电路磁通量发生改变时，用E＝n求E比较方便.返回22/301.(对法拉第电磁感应定律了解)关于感应电动势大小，以下说法正确是(

)A.穿过闭合电路磁通量最大时，其感应电动势一定最大B.穿过闭合电路磁通量为零时，其感应电动势一定为零C.穿过闭合电路磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D.穿过闭合电路磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零对点检测自查自纠1234解析答案解析磁通量大小与感应电动势大小不存在内在联络，故A、B错误；D当磁通量由不为零变为零时，闭合电路磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错，D对.23/302.(公式E＝n应用)(多项选择)如图7甲所表示，线圈匝数n＝100匝，横截面积S＝50cm2，线圈总电阻r＝10Ω，沿轴向有均匀改变磁场，设图示磁场方向为正，磁场磁感应强度随时间做如图乙所表示规律改变，则在开始0.1s内(

)A.磁通量改变量为0.25WbB.磁通量改变率为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，电流表示数为0.25A1234解析答案图724/30解析经过线圈磁通量与线圈匝数无关，若设Φ2＝B2S为正，则线圈中磁通量改变量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入数据得ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A错；1234答案BD磁通量改变率 B正确；依据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生感应电动势，感应电动势大小为

且恒定，C错；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈总电阻，故感应电流大小 D项正确.25/3012343.(公式E＝n应用)(多项选择)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动，穿过线圈磁通量Φ随时间t改变关系图像如图8所表示，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，线圈中感应电动势平均值为零图8解析答案26/30解析由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2s时刻，E＝0，A错，C对；t＝1×10－2s时E最大，B对；0～2×10－2s时间内，ΔΦ≠0，E≠0，D错.1234答案BC27/