2017-2018高中物理-第一章-电磁感应-第四节-法拉第电磁感应定律-粤教版选修3-2.ppt

节法拉第电磁感应定律学习目标1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.2.能够运用EBLv或EBLvsin 计算导体切割磁感线时的感应电动势内容索引知识探究题型探究达标检测知识探究1一、电磁感应定律一、电磁感应定律导学探究导学探究回顾“探究感应电流的产生条件”中的三个实验，并回答下列问题：(1)如图1所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中，快速插入和缓慢插入有什么相同和不同？指针偏转程度相同吗？磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转程度大 答案图1(2)三个实验中哪些情况下指针偏转角度会大一些？指针偏转大小取决于什么？导体棒切割磁感线运动实验中，导体棒运动越快，越大，I越大，E越大，指针偏转程度越大将条形磁铁插入线圈的实验中，条形磁铁快速插入(或拔出)比缓慢插入(或拔出)时的 大，I大，E大，指针偏转程度大模仿法拉第的实验中，开关断开(或闭合)瞬间比开关闭合状态下移动滑动变阻器的滑片时 大，I大，E大，指针偏转程度大指针偏转大小取决于 的大小 答案知识梳理知识梳理1.法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正比.(2)表达式：E_，其中n是_.磁通量的变化率线圈的匝数2.对、与 的理解(1)：可形象地用某时刻穿过某个面的磁感线的条数表示.BS，S是与B垂直的投影面的面积.(2)：某段时间内穿过某个面的磁通量的变化量，21，若只是S变化则BS，若只是B变化，则BS.即学即用即学即用判断下列说法的正误.(1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.()(2)线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.()(3)线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大.()(4)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大.()二、导线切割磁感线时的感应电动势二、导线切割磁感线时的感应电动势导学探究导学探究如图2所示，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为l，ab以速度v匀速切割磁感线，利用法拉第电磁感应定律求回路中产生的感应电动势.答案图2导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小：(1)导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图3所示，E .(2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为时，如图4所示，E .知识梳理知识梳理Blv图3图4Blvsin 即学即用即学即用如 图 5所 示 的 情 况 中，金 属 导 体 中 产 生 的 感 应 电 动 势 为 Blv的 是_.甲、乙、丁图52题型探究一、法拉第电磁感应定律的理解1.感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数n共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系，和电路的电阻R无关.2.在t图象中，磁通量的变化率 是图象上某点切线的斜率.例例1关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 A.穿过线圈的磁通量最大时，所产生的感应电动势就一定最大B.穿过线圈的磁通量的变化量增大时，所产生的感应电动势也增大C.穿过线圈的磁通量等于0，所产生的感应电动势就一定为0D.穿过线圈的磁通量的变化率 越大，所产生的感应电动势就越大答案解析二、En 的应用1.En 一般用来求t时间内感应电动势的平均值，其中n为线圈匝数，取绝对值.2.常见感应电动势的计算式：(1)线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化：为Bt图象上某点切线的斜率)(2)磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化：(3)磁感应强度B、垂直于磁场的回路面积S均发生变化：例例2如图6甲所示的螺线管，匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.(1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？图6 答案解析8103 Wb磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则1B1S，2B2S，21，所以BS(62)20104 Wb8103 Wb(2)磁通量的变化率多大？答案解析4103 Wb/s磁通量的变化率为图6(3)线圈中感应电动势的大小为多少？答案解析6 V根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小图6针针对对训训练练(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的关系图象如图7所示，则A.在t0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动 势也最大B.在t1102 s时刻，感应电动势最大C.在t2102 s时刻，感应电动势为零D.在02102 s时间内，线圈中感应电动势 的平均值为零答案解析图7三、EBLv的应用例例3如图8所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN与线框的边成45角，E、F分别为PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流A.当E点经过边界MN时，感应电流最大B.当P点经过边界MN时，感应电流最大C.当F点经过边界MN时，感应电流最大D.当Q点经过边界MN时，感应电流最大图8当P点经过边界MN时，有效切割长度最长，感应电动势最大，所以感应电流最大.答案解析(1)图9甲中的有效切割长度为：沿v1方向运动时，L sin；沿v2方向运动时，L(2)图乙中的有效切割长度为：沿v1方向运动时，L2R；沿v2方向运动时，L0.导线切割磁感线产生的感应电动势EBLv，公式中L指有效切割长度，即导线在与v垂直的方向上的投影长度.规律总结规律总结图9(3)图丙中的有效切割长度为：沿v1方向运动时，L 沿v2方向运动时，LR.图9达标检测31.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb，则A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中感应电动势始终为2 VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V 1234答案解析2.如图10所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相互垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E.则 等于1234图10答案解析3.如图11所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定答案解析1234图11金属棒做平抛运动，水平速度不变，且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度，故感应电动势保持不变.