1、1.3 探究感应电动势的大小,第1章 电磁感应与现代生活,目标定位 1.能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率 . 2.理解和掌握法拉第电磁感应定律，并能应用于计算感应电动势的大小. 3.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 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,实验探究：感应电动势大小与磁通量变化的关系 实验装置如图1所示，根据实验结果完成表格(填“较大”或“较小”)，然后回答下列问题,一、法拉第电磁感应定律,图1,表1,答案,表2,较小,较大,较小,较小,较大,较大,(1)在实验中，为什么可以用电流表指针偏转角度
2、大致判断感应电动势的大小？,答案,答案 穿过闭合电路的变化产生E感产生I感由闭合电路欧姆定律I 知，当电路的总电阻一定时，E感越大，I感越大，指针偏转角度越大,(2)感应电动势的大小跟磁通量变化的大小有关吗？,答案 感应电动势的大小跟磁通量变化的大小无必然联系,(3)感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关吗？,答案,答案 磁通量变化相同时，磁通量变化越快，感应电动势越大,(4)磁场方向对感应电动势的大小是否有影响？,答案 磁场方向对感应电动势的大小没有影响,要点总结 1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的成正比. 2.公式：E_，其中n为 ，总是取 值. 此公式一般用来
3、表示t时间内感应电动势的 .,变化率,线圈匝数,绝对,平均值,没有,(3)产生感应电动势的那部分导体相当于 .如果电路没有闭合，这时虽然没有 ，但感应电动势依然存在.,斜率,电源,感应电流,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0 D.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,解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化 率 成正比，与磁通量及磁通量的变化量没有必然
4、联系.当磁通量很 大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量等于0时，其变化率可能 很大，产生的感应电动势也会很大，而增大时， 可能减小.如图所示， t1时刻，最大，但E0；0t1时间内增大，但 减小，E减小；t2时刻，0，但 最大，E最大.故D正确.,例2 如图2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.,图2,(1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？,答案,解析,答案 8103 Wb,解析 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
5、Wb,(2)磁通量的变化率多大？,答案,解析,答案 4103 Wb/s,(3)线圈中感应电动势的大小为多少？,答案,解析,答案 6 V,解析 根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小,如图3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匀速垂直切割磁感线，求回路中产生的感应电动势.,二、导体切割磁感线时的感应电动势,答案,图3,答案 设在t时间内导体由原来的位置运动到a1b1，如图所示，这时闭合电路面积的变化量为SLvt,穿过闭合电路磁通量的变化量为BSBLvt,要点总结 1.当导体平动 切割磁感线时，即B、L、v两两垂直时(如图4所示)EBLv.,图
6、4,垂直,图5甲中的有效切割长度为： ； 图乙中的有效切割长度为：L_； 图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，L ；沿v2的方向运动时，L .,2.公式中L指 ，即导体在与v垂直的方向上的投影长度.,图5,有效切割长度,R,延伸思考 如图6所示，如果处在匀强磁场(磁感应强度为B)中的长为L的直导线的运动方向与直导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角(90)，则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么？,图6,答案 如图所示，可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1vsin 和平行于磁感线的分量v2vcos .后者不切割磁感线，不产生感应电动势；前者切割磁感线，产生的感应电
7、动势为EBLv1BLvsin .,答案,例3 如图7所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知abbcL，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差大小为 A.BLv B.BLvsin C.BLvcos D.BLv(1sin ),答案,解析,图7,解析 杆切割磁感线的有效长度为Lsin ，故B正确.,例4 如图8所示，水平放置的两平行金属导轨相距L0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，长度也为0.50 m的导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒接触良好且电阻均可忽略不计.当ac
8、棒以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：,图8,(1)ac棒中感应电动势的大小；,答案,解析,答案 见解析,解析 ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小为EBLv0.400.504.0 V0.80 V.,(2)回路中感应电流的大小；,答案,解析,答案 见解析,(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小和方向.,答案,解析,答案 见解析,解析 ac棒受到的安培力大小为F安BIL0.404.00.50 N0.80 N， 由右手定则知，ac棒中感应电流由c流向a. 由左手定则知，安培力方向水平向左.由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外F安0.80 N，方向水平向右.,达标检测
9、,1.(对法拉第电磁感应定律的理解)如图9所示，半径为R的n匝线圈套在边长为l的正方形abcd之外，匀强磁场垂直穿过该正方形，当磁场以 的变化率变化时，线圈产生的感应电动势的大小为,答案,解析,1,2,3,图9,1,2,3,2.(公式En 的应用)(多选)如图10甲所示，线圈的匝数n100匝，横截面积S50 cm2，线圈总电阻r10 ，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示规律变化，则在开始的0.1 s内,解析,1,2,3,A.磁通量的变化量为0.25 Wb B.磁通量的变化率为2.5102 Wb/s C.a、b间电压为0 D.在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A,图10,答案,解析 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，由于0时刻和0.1 s时刻的磁场方向相反，则磁通量穿入的方向不同，则(0.10.4)50104 Wb2.5103 Wb，A项错误；,1,2,3,3.(公式EBLv的应用)如图11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,答案,1,2,3,图11,解析,1,2,3,
