1-2感应电动势和电磁感应定律

1、该课件属个人知识产权，未经本人同意，请勿下载使用！该课件属个人知识产权，未经本人同意，请勿下载使用！沈维权沈维权20162017学年度，高二上学期，第学年度，高二上学期，第18周教案周教案 一、感应电动势一、感应电动势1、定义：、定义：当穿过闭合回路中磁通量发生变化当穿过闭合回路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，则必有时，电路中产生感应电流，则必有电动势，此电动势叫感应电动势。电动势，此电动势叫感应电动势。电磁感应中的电磁感应中的相当于电源的那部分相当于电源的那部分电路电路的电动势的电动势就叫就叫感应电动势。感应电动势。2、产生条件：、产生条件： 不论回路是否闭合，只要穿过不论回路是否闭

2、合，只要穿过回路的磁通量发生变化。回路的磁通量发生变化。二、二、直导体棒直导体棒做垂直切割磁感线运动时做垂直切割磁感线运动时的感的感应电动势应电动势laBbvR1、大小：、大小：lvB2、方向：、方向：右手定则：右手定则：四指指向为感应电动势方向（即四指指向为感应电动势方向（即正正极的方向）。极的方向）。3、公式的证明：、公式的证明：leeEevBa、b哪端电势高？哪端电势高？a端端!4、E=Blv的理解应用的理解应用（1）条件：）条件：“三垂直三垂直”，不垂直取垂直分，不垂直取垂直分量或射影计算；量或射影计算；“l为有效长度为有效长度”；B为匀强磁场。为匀强磁场。例例1：求感应电动势的大小。

3、：求感应电动势的大小。B lvE=B l v sinvv例例2、下列各图中导体两端的电动势大小？、下列各图中导体两端的电动势大小？Bvll1l2vvllvE=BlvE=Bl1vE=BlvsinE=Blv例例3、如图，直导体棒、如图，直导体棒MN从从O点起以速度点起以速度v向向右匀速运动，经时间右匀速运动，经时间t时，回路的感应电动势时，回路的感应电动势E=_；若两导轨和；若两导轨和MN都是同种线都是同种线材，则回路中电流材，则回路中电流_（填变化情况）。（填变化情况）。NBOMPQvB v 2 t tan不变不变（2）具有瞬时性）具有瞬时性（3）绕端点旋转切割磁感线时的感应电动势）绕端点旋转切

4、割磁感线时的感应电动势BOalvO、a哪端电势高？哪端电势高？a端端感应电动感应电动 势大小？势大小？v =l/2lvBE 221ElB例例3、如图，垂直于匀强磁场、如图，垂直于匀强磁场B的平面内放一半的平面内放一半径为径为l的圆形导轨，其电阻为的圆形导轨，其电阻为r，长为，长为l的导体棒的导体棒Oa电阻为电阻为r0，绕圆心为轴以角速度，绕圆心为轴以角速度匀速转动，匀速转动，负载电阻为负载电阻为R，其余连线电阻不计。求流过，其余连线电阻不计。求流过R的最大电流的最大电流I1和最小和最小I2。lOaBRr0rr0r/2r/2221lBE01rREI)(202rRlB.402rrREI例例4、如图

5、，垂直于导轨匀强磁场、如图，垂直于导轨匀强磁场B，导轨间距，导轨间距为为l，导轨电阻不计且足够长，质量为，导轨电阻不计且足够长，质量为m的导体的导体棒棒ab的电阻为的电阻为r，导轨间接有，导轨间接有电阻为电阻为R。分析。分析ab由静止释放后的由静止释放后的运动过程运动过程和求它的最终速度和求它的最终速度vm。mRBrab开始时：开始时： a=g随着随着v增大增大E增大增大I增大增大FA增大增大a减小减小做减加速运动！做减加速运动！当当FA=mg后做匀速运动！后做匀速运动！mlvBE rREIBIlFAmgFA22)(lBrRmgvm思考：若思考：若ab棒下棒下落高度为落高度为h时速度时速度达最

6、大，电阻达最大，电阻R产产生的焦耳热生的焦耳热QR=？221QmmvmghQrRRQR（4）电动势和电压的区别）电动势和电压的区别图象图象abcdB2llvUabtOl/v 2l/v 3l/vBlv-Blvabcdabcd三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律磁铁插入过程中磁铁插入过程中感应电动势如何感应电动势如何计算？计算？闭合电键后，副线闭合电键后，副线圈回路中感应电动圈回路中感应电动势又如何计算？势又如何计算？1、分析：、分析：磁通量磁通量变化变化闭合回路产生闭合回路产生感应电流感应电流I回路感应电动势回路感应电动势E2、E感感与与是什么关系？是什么关系？实验探究：实验探究：E感感

7、与与的变化快慢的变化快慢有关！有关！也叫磁通量也叫磁通量的变化的变化率率 即：即：t3、内容：、内容：回路中的回路中的感应电动势感应电动势与与穿过它的穿过它的磁通磁通量的变化率量的变化率成正比成正比4、表达式：、表达式：tE 单一回路单一回路tnE 与与n匝线圈构匝线圈构成的回路成的回路t1tOt2t3t4哪些时刻磁哪些时刻磁通量通量变化变化最快？最快？5、磁通量变化的三种形式：、磁通量变化的三种形式：例例1、闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿、闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比：过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比： A、磁通量、磁通量 B、磁感应强度

8、、磁感应强度 C、磁通量变化率、磁通量变化率 D、磁通量变化量、磁通量变化量（1）B不变不变S变：变：tSnBtnE动生动生（2）S不变不变B变：变：tBnStnE感生感生（3）B、S都改变：都改变：tntnE12RB例例2、如图所示，一个、如图所示，一个n = 50匝，电阻匝，电阻r = 1的线的线圈两端跟圈两端跟R=99的电阻相连接，置于竖直向下的的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是匀强磁场中，线圈的横截面积是S=20cm2。磁感。磁感应强度以应强度以B/t = 100 T/s的变化率均匀减小，在的变化率均匀减小，在这一过程中流过这一过程中流过R的电流多大？的电流多大？

9、R两端电压多大？两端电压多大？例例3、如图所示，两平行金属导轨间距为、如图所示，两平行金属导轨间距为l，电，电阻不计，匀强磁场阻不计，匀强磁场B垂直导轨平面；两导体棒垂直导轨平面；两导体棒ab、cd以速度以速度v1、v2向右匀速运动，已知向右匀速运动，已知v1v2 ，两，两导体棒电阻均为导体棒电阻均为R，求回路中的电流。，求回路中的电流。av1Bv2bcdlRR例例4、如图（俯视）所示，两平行金属导轨间距、如图（俯视）所示，两平行金属导轨间距为为l，ab距导轨左端也为距导轨左端也为l，除两端所接电阻，除两端所接电阻R外外其余电阻不计，匀强磁场其余电阻不计，匀强磁场B垂直导轨平面且按垂直导轨平面

10、且按B=B0+kt变化（变化（k1）；质量为）；质量为m的导体棒的导体棒ab与与导轨间动摩擦因数为导轨间动摩擦因数为，求经多少时间，求经多少时间t导体棒导体棒开始运动。开始运动。labRBlNSNS四、电磁感应中的电热和电量四、电磁感应中的电热和电量tRnr1、流过回路截面的电量、流过回路截面的电量q：2、回路产生的电热、回路产生的电热Q：tnE rREItIqrRn tr)(RIQ2 tr)(Rn22NS例例5、如图所示，矩形线圈的长宽比为、如图所示，矩形线圈的长宽比为2:1，在，在外力作用下分别向外力作用下分别向上上和向和向右右以相同速度以相同速度v匀速拉匀速拉出磁场的过程中，问：出磁场的

11、过程中，问：Bl1l2（1）流过线圈截面的电量）流过线圈截面的电量之比为之比为_；（2）线圈产生的焦耳热之）线圈产生的焦耳热之比为比为_；（3）外力做功的功率之比）外力做功的功率之比为为_；1:12:14:1例例6、如图所示，平行于、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度轴的导体棒以速度v向向右做匀速运动，经过半径为右做匀速运动，经过半径为R的匀强的匀强B的圆形区的圆形区域，导体棒中感应电动势与位置域，导体棒中感应电动势与位置x的关系是：的关系是：xyOvxEOAxEOBxEOCxEOD(2014C)25.半径分别为半径分别为r和和2r的同心圆形导的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为轨固定在同一水平面上，一长为r，质量为，质量为m且质量分且质量分布均匀的直导体棒布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，置于圆导轨上面，BA的延长线通的延长线通过圆导轨的中心过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示；整个装置，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直，方向竖直向下；向下； 在内圆导轨的在内圆导轨的C点和外圆导轨的点和外圆导轨的D点之间接有一点之间接有一阻值为阻值为R的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度作用下以角速度绕绕O逆时针匀