1.3探究感應(yīng)電動勢的大小,第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活,目標(biāo)定位 1.能區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率 . 2.理解和掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，并能應(yīng)用于計(jì)算感應(yīng)電動勢的大小. 3.能夠運(yùn)用EBLv或EBLvsin 計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢,內(nèi)容索引,知識探究 新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),達(dá)標(biāo)檢測 當(dāng)堂檢測 鞏固反饋,知識探究,實(shí)驗(yàn)探究：感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果完成表格(填“較大”或“較小”)，然后回答下列問題,一、法拉第電磁感應(yīng)定律,圖1,表1,答案,表2,較小,較大,較小,較小,較大,較大,(1)在實(shí)驗(yàn)中，為什么可以用電流表指針偏轉(zhuǎn)角度大致判斷感應(yīng)電動勢的大小？,答案,答案穿過閉合電路的變化產(chǎn)生E感產(chǎn)生I感由閉合電路歐姆定律I知，當(dāng)電路的總電阻一定時(shí)，E感越大，I感越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大,(2)感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化的大小有關(guān)嗎？,答案感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化的大小無必然聯(lián)系,(3)感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化的快慢有關(guān)嗎？,答案,答案磁通量變化相同時(shí)，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大,(4)磁場方向?qū)Ω袘?yīng)電動勢的大小是否有影響？,答案磁場方向?qū)Ω袘?yīng)電動勢的大小沒有影響,要點(diǎn)總結(jié) 1.內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的 成正比. 2.公式：E_，其中n為 ，總是取 值. 此公式一般用來表示t時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動勢的 .,變化率,線圈匝數(shù),絕對,平均值,沒有,(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于 .如果電路沒有閉合，這時(shí)雖然沒有 ，但感應(yīng)電動勢依然存在.,斜率,電源,感應(yīng)電流,例1關(guān)于感應(yīng)電動勢的大小，下列說法中正確的是 A.穿過線圈的磁通量最大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就一定最大 B.穿過線圈的磁通量的變化量增大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也增大 C.穿過線圈的磁通量等于0，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就一定為0 D.穿過線圈的磁通量的變化率 越大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大,答案,解析,解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化 率 成正比，與磁通量及磁通量的變化量沒有必然聯(lián)系.當(dāng)磁通量很 大時(shí)，感應(yīng)電動勢可能很小，甚至為0.當(dāng)磁通量等于0時(shí)，其變化率可能 很大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也會很大，而增大時(shí)， 可能減小.如圖所示， t1時(shí)刻，最大，但E0；0t1時(shí)間內(nèi)增大，但 減小，E減??；t2時(shí)刻，0，但 最大，E最大.故D正確.,例2如圖2甲所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2，方向向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化.,圖2,(1)2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量是多少？,答案,解析,答案8103 Wb,解析磁通量的變化量是由磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的，則1B1S， 2B2S，21， 所以BS(62)20104 Wb8103 Wb,(2)磁通量的變化率多大？,答案,解析,答案4103 Wb/s,(3)線圈中感應(yīng)電動勢的大小為多少？,答案,解析,答案6 V,解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢的大小,如圖3所示，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長度為L，ab以速度v勻速垂直切割磁感線，求回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.,二、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢,答案,圖3,答案設(shè)在t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體由原來的位置運(yùn)動到a1b1，如圖所示，這時(shí)閉合電路面積的變化量為SLvt,穿過閉合電路磁通量的變化量為BSBLvt,要點(diǎn)總結(jié) 1.當(dāng)導(dǎo)體平動 切割磁感線時(shí)，即B、L、v兩兩垂直時(shí)(如圖4所示)EBLv.,圖4,垂直,圖5甲中的有效切割長度為： ； 圖乙中的有效切割長度為：L_； 圖丙中的有效切割長度為：沿v1的方向運(yùn)動時(shí)，L ；沿v2的方向運(yùn)動時(shí)，L .,2.公式中L指 ，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度.,圖5,有效切割長度,R,延伸思考如圖6所示，如果處在勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)中的長為L的直導(dǎo)線的運(yùn)動方向與直導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一個(gè)夾角(90)，則此時(shí)直導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式是什么？,圖6,答案如圖所示，可以把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1vsin 和平行于磁感線的分量v2vcos .后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBLv1BLvsin .,答案,例3如圖7所示，一金屬彎桿處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，已知abbcL，當(dāng)它以速度v向右平動時(shí)，a、c兩點(diǎn)間的電勢差大小為 A.BLv B.BLvsin C.BLvcos D.BLv(1sin ),答案,解析,圖7,解析桿切割磁感線的有效長度為Lsin ，故B正確.,例4如圖8所示，水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌相距L0.50 m，左端接一電阻R0.20 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.40 T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，長度也為0.50 m的導(dǎo)體棒ac垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒接觸良好且電阻均可忽略不計(jì).當(dāng)ac棒以v4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時(shí)，求：,圖8,(1)ac棒中感應(yīng)電動勢的大小；,答案,解析,答案見解析,解析ac棒垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為EBLv0.400.504.0 V0.80 V.,(2)回路中感應(yīng)電流的大??；,答案,解析,答案見解析,(3)維持ac棒做勻速運(yùn)動的水平外力的大小和方向.,答案,解析,答案見解析,解析ac棒受到的安培力大小為F安BIL0.404.00.50 N0.80 N， 由右手定則知，ac棒中感應(yīng)電流由c流向a. 由左手定則知，安培力方向水平向左.由于導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動，水平方向受力平衡，則F外F安0.80 N，方向水平向右.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解)如圖9所示，半徑為R的n匝線圈套在邊長為l的正方形abcd之外，勻強(qiáng)磁場垂直穿過該正方形，當(dāng)磁場以 的變化率變化時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為,答案,解析,1,2,3,圖9,1,2,3,2.(公式En 的應(yīng)用)(多選)如圖10甲所示，線圈的匝數(shù)n100匝，橫截面積S50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強(qiáng)磁場，設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎?，磁場的磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1 s內(nèi),解析,1,2,3,A.磁通量的變化量為0.25 Wb B.磁通量的變化率為2.5102 Wb/s C.a、b間電壓為0 D.在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25 A,圖10,答案,解析通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，由于0時(shí)刻和0.1 s時(shí)刻的磁場方向相反，則磁通量穿入的方向不同，則(0.10.4)50104 Wb2.5103 Wb，A項(xiàng)錯(cuò)誤；,1,2,3,3.(公式EBLv的應(yīng)用)如圖11所示，空間有一勻強(qiáng)磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動時(shí)，棒兩端的感應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度相互垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動 時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為E.則 等于,答案,1,2,3,圖11,解析,1,2,3,