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1、第2节 感应电动势与电磁感应定律,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EBlv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,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EBlv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，易出现由的大小判断电动势大小的现象,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
2、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,(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,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k1.上式可简化为，对n匝线圈E.
3、,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，磁通量的单位是，磁通量变化量的单位是，时间t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121所示，B、l、v两两垂直时，E.,伏特,韦伯,韦伯,秒,Blv,(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时(如图122)，E.,图121,图122,Blvsin,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,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,2电量与磁通量变化
4、量、时间和电阻的关系,二、对公式EBlvsin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90时，EBlv；当有任意两个量的方向平行时，即0时，E0.,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123所示，则应取B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长,图123,图124,5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
5、的比较,一个200匝、面积为20 cm2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0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，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,【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BSsin 30(0.50.1)201040.5 Wb4104 Wb，,【答案】81031.6,【易误警示】本题磁通量变化率的计算中，易出现nBS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
6、大小和匝数成正比,1.如图125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？,图125,如图126所示，导体棒ab长L，沿倾角为的斜导轨以速度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？,【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EBLvsin 进行计算比较方便，但要注意各种情况中夹角的分析,图126,【解析】(1)当磁感应强
7、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90，则可将感应电动势直接写为E1BLv，,图127,(2)法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时v与B的夹角90，我们可直接套用公式写出此时的感应电动势E2BLvsin(90)BLvcos.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vvcos 才对产生感应电动势有贡献，所以感应电动势E2BLvBLvcos.【答案】(1)BLv(2)BLvcos.,【点评】当应用公式EBlvsin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,2
8、如图128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(),图128,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EBlv，丙图中EBlvsin.,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129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,【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,【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,3.如图1210所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，有一长为0.5 m、电阻为1.0 的导体AB在金属框架上以 10 m/s的速度向右滑动，R1R22.0，其他电阻不计，求流过AB的电流I.,图1210,答案：0.5 A,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。,
