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1、第二节第二节 感应电动势和电磁感应定律感应电动势和电磁感应定律复习回顾 ：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？闭合电路中的磁通量发生变化由于闭合回路中的面积变化引起磁通量变化 = 2-1 = B S由于闭合回路中的磁感应强度变化引起磁通量变化 = 2-1 = BS复习回顾 ：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、在电磁感应现象中，磁通量的变化的方式有哪些？ = 2 - 1 = B S = 2 - 1 = BS = 2 - 1 = B S闭合电路中的磁通量发生变化电路中产生持续电流的条件是什么？（1）电路闭合（2）有电源存
2、在感应电流必然存在对应的电动势；物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生 的电动势叫做感应电动势。等 效当开关断开后，电路中是否有电流呢？电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？当导线断开后，电路中是否还有电流呢？线圈内的感应电动势还存在吗？总结：感应电动势的有无，感应电动势的有无，完全完全 取决于取决于穿过闭合电路中的磁通穿过闭合电路中的磁通 量是否发生变化，量是否发生变化，与与电路的通电路的通 断，电路的组成是断，电路的组成是无关的无关的。探究项目：影响感应电动势大小的因素我们怎样能够感知到感应电动势的大小？电流表偏转的角度探究项目：影响感应电动势大小的因素电流表指针的偏转角度与感应电动势
3、的大小有什么关系呢？等 效探究项目：影响感应电动势大小的因素器 材：猜 想： 可能与什么因素有关探究过程：模拟实验一一根磁铁慢速插入一根磁铁快速插入分析归纳 ： 从条件上看从结果上看相同 不同感应电动势大小不同磁通量变化量 相同都产生感应电流 I 磁铁插入的快慢不同T感应电流 I 大小不同模拟实验二一根磁铁快速插入两根磁铁快速插入分析归纳 ： 从条件上看从结果上看相同 不同感应电动势大小不同磁通量变化量 不同都产生感应电流 I磁铁的快慢相同 感应电流 I 大小不同定性结论：感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关磁通量变化率法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大
4、小，跟穿过这电路中感应电动势的大小，跟穿过这 一电路的一电路的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比 。1、内容：2、公式：（单位为 伏、韦伯、秒 则 k=1）注意：公式中取绝对值，不涉及正负，感 应电流的方向另行判断。当闭合电路中的线圈匝 数是1匝时，感应电动势 大小的表达式思考：当闭合电路中的 线圈匝数是n时， 感应电动势大小的 表达式该怎么写呢 ？思考：穿过线圈内的磁通量一样吗？1匝线圈n匝线圈穿过线圈内的磁通量一样思考：当闭合电路中的 线圈匝数是n时，感 应电动势大小的表 达式该怎么写呢？法拉第电磁感应定律：若线圈有n匝，电动势为：若线圈有1匝，电动势为：物理意义与电磁感应关系磁通量穿过
5、回路的磁感 线的条数多少没有直接关系磁通量变化穿过回路的磁通 量变化了多少决定是否产生感 应电动势磁通量变化率 /t穿过回路的磁通 量变化的快慢决定产生感应电 动势的大小对于 、/t的理解判断题：（1） 越大， 一定越大；（2） 越大， 一定越大；不一定不一定1、下列说法正确的是（ ）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产 生的感应电动势一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生 的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中 产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中 产生的感应电动势越大反馈练习D2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通
6、量随时 间变化的规律如图所示，则：( )A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V/10-2Wbt/sA BD0120.1ABD小结：1.知道什么叫感应电动势。 2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的 物理量，并能区别、 。 3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 3、思考题如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁 场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？ Gabv三、导线切割磁感线时的电动势如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁 感应强度是B，ab
7、以速度v匀速切割磁感线，求产生的 感应电动势ab Gabv回路在时间t内增大的面积为： S = L(vt)产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为： = BS = BLvtV是导体棒在磁 场中移动的速度vBV1=Vsin V2=Vcos 若导体斜切磁感线（为v与B夹角 ） （若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强 度方向有夹角）说明：3、导线的长度 L应为有效长度1、V方向和B平行时，=0 ，E=02、速度V为平均值，E就为平均值.速度V为瞬时值，E就为 瞬时值.例：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与 L成角，求金属棒ab产生的感应电动势
8、。abvE=B(Lsin)V有效长度：导线在垂直速度方向上的投影长度练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？ RE = B2RV有效长度： 弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度一、 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 .磁通量变化率第二课时(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
9、 、v两两垂直时，E .导体的横截面伏特韦伯 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 .图图121图图122Blvsin2. 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四、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
10、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1 23所示，则应取B和v垂直的等效直线 长度，即ab的弦长图1245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， 等效于外电路遵循闭合电路欧姆定律，即I E/R五电量与磁通量变化量、时间和电阻的关 系一个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.课堂互动讲练类型一类型一例例1 1【思路点拨】
11、 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(0.5 0.1)201040.5 Wb 4104 Wb，【答案】 8103 1.61.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？变式拓展变式拓展图图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
12、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？类型二类型二公式EBlvsin 的理解及应用例例2 2【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图126【解析】 (1)当磁感应强度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 .
13、 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E2BLv BLvcos . 【答案】 (1)BLv (2)BLvcos .2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( )变式拓展变式拓展图图128A乙和丁 B甲 、乙、 C甲、乙、丙、丁 D只有乙解析：选B.甲、乙、二图中，B、v、l两两垂 直，且l为有效切割长度，产生的电动势都为E Blv，丙图中EBlvsin . 丁图中为零。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，
14、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类型三类型三电磁感应中的电路问题例例3 3【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.变式拓展变式拓展图图1210答
