3法拉第電磁感應定律,第一章電磁感應,1.理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容、數(shù)學表達式.2.會用EBLvsin和En解決問題.,目標定位,二、導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢,三、En及EBLvsin的對比應用,欄目索引,一、法拉第電磁感應定律,對點檢測自查自糾,一、法拉第電磁感應定律,知識梳理,1.感應電動勢由產(chǎn)生的電動勢，叫感應電動勢.產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于，導體本身的電阻相當于.當電路斷開時，_(填“有”或“無”)感應電流，但(填“有”或“無”)感應電動勢.2.法拉第電磁感應定律(1)內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的成正比.(2)表達式：,答案,電源內(nèi)阻,電磁感應,電源,無,變化率,有,3.對感應電動勢的理解(1)磁通量的變化常由B的變化或S的變化引起.當僅由B的變化引起時，,當僅由S的變化引起時，(2)計算的是t時間內(nèi)平均感應電動勢，當t0時，的值才等于瞬時感應電動勢.,【深度思考】,(1)感應電動勢的大小與或的大小有沒有關系？,答案E的大小與或的大小沒有關系.,答案,(2)、與線圈匝數(shù)有關嗎？感應電動勢E與線圈匝數(shù)有關嗎？,答案、均與某一面積相聯(lián)系，與線圈匝數(shù)無關；n匝線圈時相當于n個單匝線圈的串聯(lián)，所以感應電動勢E與線圈匝數(shù)有關.,典例精析,例1一閉合圓形線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30角，磁感應強度隨時間均勻變化在下列方法中能使線圈中感應電流增加一倍的是()A把線圈匝數(shù)增大一倍B把線圈面積增大一倍C把線圈半徑增大一倍D把線圈匝數(shù)減少到原來的一半,解析答案,解析設感應電流為I，電阻為R，匝數(shù)為n，線圈半徑為r，線圈面積為S，導線橫截面積為S.,答案C,例2如圖1甲所示的螺線管，匝數(shù)n1500匝，橫截面積S20cm2，方向向右穿過螺線管的勻強磁場的磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化，,圖1,解析磁通量的變化量是由磁感應強度的變化引起的，則1B1S2B2S21，所以BS(62)20104Wb8103Wb.,答案8103Wb,(1)2s內(nèi)穿過螺線管的磁通量的變化量是多少？,解析答案,(2)磁通量的變化率多大？,解析磁通量的變化率為,答案4103Wb/s,(3)螺線管中感應電動勢的大小為多少？,解析根據(jù)法拉第電磁感應定律得感應電動勢的大小,答案6V,解析答案,解題技巧,解題技巧,應用En時應注意的三個問題：(1)此公式適用于求平均感應電動勢.(2)計算電動勢大小時，取絕對值不涉及正、負.(3)圖像的斜率，圖像的斜率.,針對訓練如圖2甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n1000，線圈面積S200cm2，線圈的電阻r1，線圈外接一個阻值R4的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，求：,(1)前4s內(nèi)的感應電動勢；,解析前4s內(nèi)磁通量的變化21S(B2B1)200104(0.40.2)Wb4103Wb由法拉第電磁感應定律得,圖2,答案1V,解析答案,返回,解析答案,(2)前5s內(nèi)的感應電動勢.,解析前5s內(nèi)磁通量的變化21S(B2B1)200104(0.20.2)Wb0由法拉第電磁感應定律得,答案0,2.不垂直切割：導體的運動方向與導體本身垂直，但與磁感線方向夾角為時，如圖乙所示，則E.,BLv1,BLvsin,二、導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢,答案,知識梳理,1.垂直切割：導體棒垂直于磁場運動，B、L、v兩兩垂直時，如圖3甲所示，E.,圖3,BLv,3.公式EBLvsin的理解(1)該公式可看成法拉第電磁感應定律的一個推論，通常用來求導體做切割磁感線運動時的感應電動勢.(2)式中L應理解為導體切割磁感線時的有效長度，即導體在與v垂直方向上的投影長度.如圖4甲中，感應電動勢EBLv2BrvBrv(半圓形導線做切割磁感線運動).在圖乙中，感應電動勢EBLvsinBLv.,(3)公式中的v應理解為導體和磁場間的相對速度，當導體不動而磁場運動時，同樣有感應電動勢產(chǎn)生.,圖4,答案,【深度思考】,導體棒的運動速度越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大嗎？,答案導體棒切割磁感線時，產(chǎn)生的感應電動勢的大小與垂直磁感線的速度有關，而速度大，垂直磁感線方向的速度不一定大.所以，導體棒運動速度越大，產(chǎn)生的感應電動勢不一定越大.,典例精析,例3如圖5所示，一金屬彎桿處在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，已知abbcL，當它以速度v向右平動時，a、c兩點間的電勢差為(),A.BLvB.BLvsinC.BLvcosD.BLv(1sin),解析答案,圖5,總結提升,解析導體桿切割磁感線的有效長度為Lsin，故B正確.,B,返回,總結提升,在公式EBLv中，L是指導體棒的有效切割長度，即導體棒在垂直于速度v方向上的投影長度.,返回,三、En及EBLvsin的對比應用,典型精析,例4在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強磁場中，B0.2T,有一水平放置的光滑框架，寬度為l0.4m，如圖6所示，框架上放置一質量為0.05kg、電阻為1的金屬桿cd，框架電阻不計.若cd桿以恒定加速度a2m/s2，由靜止開始做勻變速直線運動，則：,(1)在5s內(nèi)平均感應電動勢是多少？,圖6,解析答案,由得：E0.4V,故平均感應電動勢EBlv0.4V.,答案0.4V,(2)第5s末，回路中的電流多大？,解析第5s末：vat10m/s，此時感應電動勢：EBlv,答案0.8A,圖6,解析答案,總結提升,返回,總結提升,EBLv和En本質上是統(tǒng)一的.前者是后者的一種特殊情況.但是，當導體做切割磁感線運動時，用EBLv求E比較方便；當穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，用En求E比較方便.,返回,1.(對法拉第電磁感應定律的理解)關于感應電動勢的大小，下列說法正確的是()A.穿過閉合電路的磁通量最大時，其感應電動勢一定最大B.穿過閉合電路的磁通量為零時，其感應電動勢一定為零C.穿過閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，其感應電動勢一定為零D.穿過閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，其感應電動勢一定不為零,對點檢測自查自糾,1,2,3,4,解析答案,解析磁通量的大小與感應電動勢的大小不存在內(nèi)在的聯(lián)系，故A、B錯誤；,D,當磁通量由不為零變?yōu)榱銜r，閉合電路的磁通量一定改變，一定有感應電流產(chǎn)生，有感應電流就一定有感應電動勢，故C錯，D對.,2.(公式En的應用)(多選)如圖7甲所示，線圈的匝數(shù)n100匝，橫截面積S50cm2，線圈總電阻r10，沿軸向有均勻變化的磁場，設圖示磁場方向為正，磁場的磁感應強度隨時間做如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1s內(nèi)()A.磁通量的變化量為0.25WbB.磁通量的變化率為2.5102Wb/sC.a、b間電壓為0D.在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數(shù)為0.25A,1,2,3,4,解析答案,圖7,解析通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關，若設2B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為B2S(B1S)，代入數(shù)據(jù)得(0.10.4)50104Wb2.5103Wb，A錯；,1,2,3,4,答案BD,磁通量的變化率B正確；,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，當a、b間斷開時，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應電動勢，感應電動勢大小為且恒定，C錯；,在a、b間接一個理想電流表時相當于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應電流大小D項正確.,1,2,3,4,3.(公式En的應用)(多選)單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間t變化的關系圖像如圖8所示，則()A.在t0時刻，線圈中磁通量最大，感應電動勢也最大B.在t1102s時刻，感應電動勢最大C.在t2102s時刻，感應電動勢為零D.在02102s時間內(nèi)，線圈中感應電動勢的平均值為零,圖8,解析答案,解析由法拉第電磁感應定律知E，故t0及t2102s時刻，E0，A錯，C對；t1102s時E最大，B對；02102s時間內(nèi)，0，E0，D錯.,1,2,3,4,答案BC,4.(公式EBLv的應用)如圖9所示，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應強度方向垂直，當它以速度v沿與棒和磁感應強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應電動勢大小為E，將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應強度相垂直的平面內(nèi)，當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時，棒兩端的感應電動勢大小為E.則等于(),1,2,3,4,解析答案,圖9,返回,1,2,3,4,返回,答案B,本課結束,