感应电动势资料

1、在上一节中我们已经知道，改变磁通量，或切割磁感线都会使电路中产生电流。,这些都是生活中常用的电源。,我们可以通过改变磁通量或者切割磁感线来 使电路中电路中产生感应电流，这就充当了 电路中的电动势，那么这个电动势的大小是 多少呢？这就是本节我们要探讨的内容。,3.2 感应电动势,第三章 电磁感应,1. 知识与能力,知道感应电动势的大小与哪些因素有关。 掌握求感应电动势的公式，并知道应用条件。 掌握右手定则，能够判断感应电流的方向。 会利用公式计算不同条件下的感应电动势的大小,2.过程与方法,在探究影响感应电动势的因素中根据提出的问题进行试验并能根据实验现象分析原因。 根据原始的感应电动势的公式推

2、导出不同的形式。,3.情感态度与价值观,能根据条件的不同将原始的感应电动势公式进行推导，在解题时会大为简化。,教学重点：,教学难点：,影响感应电动势的因素 公式的推导 右手定则,感应电动势的计算,一、影响感应电动势大小的因素,二、导体切割磁感线时的感应电动势,三、右手定则,电路中存在电流的条件： 电路中存在电压：即电动势。 电路是闭合电路。,通过这个简单的电路我们可以知道，小灯泡发光说明电路接通，电路中有电动势。电流就是由电动势产生的。,电路接通 小灯泡发光,与简单的电路相同，在电磁感应现象中，既然有感应电流的存在，就必然有电动势。即使电路断开，这个电动势依然存在。 但是与普通电路不同的是，电

3、动势的产生机理不同，普通电源都是由内部的化学反应产生的电动势，这个电动势相对比较稳定,而这一节中在磁场中产生的电动势是由于磁通量发生变引起的，容易受条件的变化而发生改变。,电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生电动势的那部分导体相当于电源。,影响感应电动势大小的因素,观察,当磁铁与螺线管之间的相对运动速度大不同时，比较感应电流的大小。,磁铁与螺线管之间的相对速度越大，感应电流越大。,实验装置1,当导体切割磁感线速度大小不同时，比较感应电流的大小。,导体切割磁感线的速度越大，感应电流就越大。,实验装置2,观察,当滑动变阻器滑片移动较快和较慢时，比较感应电流的大小。,滑动变阻器滑片移动越快

4、，感应电流就越大。,实验装置3,观察,实验分析,磁铁与螺线管之间的相对运动速度越大，磁通量的变化越快，感应电动势越大；导体切割磁感线的速度越大，感应电动势越大；滑动变阻器滑片移动越快，电流变化越快，感应电动势越大。,实验表明： 感应电动势的大小跟磁通量的变化率有关。,如果在时间间隔t内，磁通量的变化量为 ，则磁通量的变化率为 。而精确的实验 表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路 的磁通量的变化成正比。这就是法拉第电磁感应 定律。,以前我们也学过一些跟变化率有关的物理量比如加速度。理解这些概念时要注意“变化率”与“变化”的区分。,注意,如果用E表示感应电动势，则有,其中k为比例常数。但式中

5、各量的单位都是国 际制单位时，k=1， 。,E电动势伏特（V） 磁通量韦伯（Wb） t 时间秒（s）,各量的单位：,由单根导线组成的闭合电路可以看做只有一匝线圈，如果线圈的匝数为n，每匝线圈中的感应电动势都是 ，n匝线圈串联在一起，整个线圈的感应电动势 。因此为了获得较大的感应电动势，经常采用多匝线圈。,磁通量与磁感应强度和线圈的面积都有关。因此感应电动势的求解主要有两种形式： 磁感应强度不变，面积改变： 面积不变，磁感应强度改变：,如图所示的是条形磁铁的磁场：从两磁极开始向远处逐渐减小的，磁极处最大。将线圈在靠近磁极处逐渐向上移动，线圈的面积没有发生改变，而磁感应强度会逐渐增大。这就是前面说

6、的第二种情况：S不变，B变化。但是这种情况很少，原因是B的变化并不均匀，在解题时不易把握。,S不变，B变化,而产生感应电动势的另一种情况磁感应强度B不变，线圈的面积S变化，应用较多。B不变其实就相当于给题目加了一个前提匀强磁场，而且线圈是与磁感线垂直的。这样解题就会变的比较简单。 下面我们主要讲解 的计算。,二、导体切割磁感线时的感应电动势,根据电磁感应定律，可以分析直导线在匀强磁场中切割磁感线时产生的感应电动势的大小。,如图所示，把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直。导体棒放在宽度为L的导体棒上,从图示的a b以速度v匀速运动到移动到a1b1处，经历的时间为

7、t。,说明,当导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线的运动时，感应电动势等于磁感应强度B、导线长度L、导线的速度v的乘积。,归纳,电动势的公式及适用范围,（磁通量改变，线圈面积不变）,（磁通量不变，线圈面积改变）,（磁通量不变，导体棒以一定的速度切割磁感线）,想一想,导体棒倾斜 速度不变,G,下列情况下的感应电动势各是多少？,导体棒倾斜 速度与导体棒垂直,若是导体运动的平面并不是与磁感线垂直，而是有一角度呢？,我们可以经导体棒扫过的面积看做一个平面，仿照平面与磁感应强度有一定夹角的磁通量的求法来求感应电动势。,三、右手定则,感应电流的方向（实际为感应电动势的正负极）可以右手定则判定。,伸开右手，使拇

8、指与四指垂直并且在同一平面内，让磁感线垂直进入掌心，并使拇指指向导体运动的方向，则四指所指的方向就是感应电流的方向。,右手定则示意图,提示,由于导体棒在磁场中运动时切割磁感线，在闭合电路会产生感应电流，感应电流流过导体棒时，这又构建了一个新的模型安培力。运用左手定则可以判断出安培力的方向。安培力又会对导体棒的速度产生影响，继而影响感应电动势的大小，两者是联系在一起的注意辨别。,电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生电动势的那部分导体相当于电源。感应电动势的大小跟磁通量的变化率有关。,一、影响感应电动势大小的因素,法拉第电磁感应定律表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的变化

9、成正比。,二、导体切割磁感线时的感应电动势,用E表示感应电动势，则可以列出公式：,当导体在匀强磁场中做垂直切割磁感线的运动时，感应电动势等于磁感应强度B、导线长度L、导线的速度v的乘积。,三、右手定则,伸开右手，使拇指与四指垂直并且在同一平面内，让磁感线垂直进入掌心，并使拇指指向导体运动的方向，则四指所指的方向就是感应电流的方向。,注意右手定则和左手定则之间的联系和区别。,用右手定则判断导体棒感应电流的方向。,1.下列说法正确的是（ ）。 A.线圈中磁通量变化越大，线圈中感应电动势一定大； B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定大； C.线圈放在磁感应强度越强的位置，产生的感应电动势一定大

10、； D.线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大。,D,2.如图所示，在下列情况下电流计G中有电流通过的是（ ）。,A.AB向右匀速运动过程中； B.AB向左匀速运动过程中； C.AB向左加速运动过程中； D.AB向右减速运动过程中。,CD,3.直接写出下列两种情况下导线ab两端的感应电动势的表示式。,E=_。,E=_。,BLv,B2Rv,4.如图，AB两闭合线圈由同样的导线绕成，且均为10匝，半径rA=2rB,内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B中的感应电动势之比EA:EB=_,产生的感应电流之比为IA:IB=_。,4:1,2:1,5.有一面积为100cm2

11、的闭合金属环，电阻为0.1。该金属环中的磁场变化如图AA所示，且磁场方向与换面垂直，在AA过程中，环中流过的电量Q为多少？, ,6.长为L的金属棒ab，以b为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，求ab两端的电势差。,棒上各小段的速率是不相同的，若用E=BLv求E，必须先求出棒的平均切割速率。因b点速度为0，由v=r知棒上个点的线速度跟长度成正比，所以棒切割磁感线的平均切割速度。,故,7.如图所示，匀强磁场B=0.1T,金属棒AD长0.4m，与框架宽度相同，电阻R=1/3,框架电阻不计，电阻R1=2,当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，求： （1）流进金属棒的感应电流

12、是多少？ （2）若图中的电容器C为0.3F,则充入多少电荷量？,B,A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转； B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转； C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央； D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向。,点拨,当P向左滑动时，电阻变大，通过A线圈的电流变小，则通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减小，线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，当线圈A向上运动或断开开关，在通过线圈B中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，而滑动变阻器的滑动端P向右移动，则通过线圈B中的原磁场也增加，磁通量也增加，所以线圈B中也有使电流计指针向左偏转的感应电流通过，所以B选项正确。,2.（2006年 四川）如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨，水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往返运动，其运动状况与弹簧振子做简谐运动的情况相同，图中O位置对应弹簧振子的平衡位置，P、Q量位置对应弹簧