沪科版物理选修3-2全册精品课件 第1章1.3

1．3 探究感应电动势的大小
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1.了解探究感应电动势大小的方法．
2．理解法拉第电磁感应定律．(重点)
3．掌握感应电动势计算的两种方法．(重点) 4．能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题． (难点)
新知初探·自主学习
一、探究感应电动势的大小
1.感应电动势和电源 感应 在电磁感应现象中产生的电动势叫做 _______ 电动势 __________ ．产生感应电动势的那部分导体 电源 相当于 _______．
积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，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，则在此过程中，穿过 线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通 量的平均变化率是________Wb/s，线圈中平 均感应电动势的大小是________V.
【审题指导】
1.区别磁通量 Φ、磁通量的变化量Δ Φ 、磁通 ΔΦ 量的变化率 Δt
物理量 单位 物理意义 计算公 式 Φ＝ B· S⊥
磁通量Φ
表示某时刻或某 位置时穿过某一 Wb 面积的磁感线条 数的多少
物理量 磁通量 的变化 量Δ Φ 磁通量 的变化 ΔΦ 率 Δt
单位
物理意义 表示在某一过 程中穿过某一 面积的磁通量 变化的多少 表示穿过某一
3.导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小
BLvsinθ E=____________.
想一想 磁通量的变化率和匝数有关吗？
ΔΦ 提示：无关．磁通量的变化率 只与磁通量 Δt 的变化量Δ Φ 和发生这一练互动
法拉第电磁感应定律的理解
学案导引 1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ 及磁通量的 ΔΦ 变化率 有何区别？ Δt ΔΦ 2.如何理解 E＝n ？ Δt
ΔΦ (3)公式 E＝k· ，k 为比例常数，当 E、Δ Φ 、 Δt ΔΦ Δ t 均取国际单位时，k＝1，所以有 E＝ . Δt (4)若线圈有 n 匝，则相当于 n 个相同的电动势 ΔΦ ΔΦ 串联，所以整个线圈中电动势为 E＝n . Δt Δt
例1
(2012· 渭南市高二检测)一个200匝、面
3.式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效
长度．(1)导线不和磁场垂直，l应是导体在垂
直磁场方向的投影长度；(2)切割磁感线的导 线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直 的等效直线长度，即ab的弦长．
4.该式适用于导体平动时，即导体上各点的速 度相等时．当导体绕一端转动时如图所示，由 于导体上各点的速度不同，自圆心向外随半径 增大，速度是均匀增加的，所以导体运动的平 0＋ω l ω l － 均速度为 v ＝ ＝ ， 由公式 E＝Bl－ v 得， 2 2 ωl 1 2 E＝B·l· ＝ Bl ω . 2 2
解此题应把握两点：
(1)磁通量、磁通量变化量及磁通量变化率的概 念及区别． ΔΦ (2)公式 E＝n 中各符号的意义及磁通量变 Δt 化的原因．
【精讲精析】 由于面积 S 不变， B 发生变化， 因此 Δ Φ ＝Δ BSsin30 °＝ (0.5 － 0.1)×20×10 －4 ×0.5 Wb＝4×10－4 Wb. 磁通量的平均变化率 Δ Φ 4×10－4 ＝ Wb/s＝8×10－3 Wb/s 0.05 Δt 线圈中的平均感应电动势大小是 ΔΦ E＝n ＝200×8×10－3 V＝1.6 V. Δt
【答案】
4×10－4
8×10－3
1.6
【误区警示】
此类问题易出现两点错误：
(1) 计算磁通量时忘记磁场方向和平面的夹
角； (2)计算电动势大小时，易忘记匝数．
变式训练
一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁
场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁 感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两 倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来
的一半．先后两个过程中，线框中感应电动
势的比值为( )
1 A. 2 C．2
B．1 D．4
解析： 选 B.由法拉第电磁感应定律(设原来的磁 ΔB 感应强度和面积分别为 B0、S0)有：E1＝ S0 Δt S0 ΔS 2 B0S0 B0 ＝ S0 ， E2 ＝2B0 ＝2B0 ＝ ，故 E1 1s 1s 1s Δt ＝E2.故选 B.
公式E＝Blvsinθ的理解 及应用
学案导引
1.公式E＝Blvsinθ的使用范围是什么？
2.公式E＝Blvsinθ中各符号的物理意义是什 么？
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,E＝Blv； 当有任意两个量的方向平行时，E＝0.
计算公式
Wb
Δ Φ ＝Φ 2－Φ 1
ΔΦ ＝ Δt
Wb/s 面积的磁通量 变化的快慢
ΔΦ 2.应用公式 E＝n 应注意的问题 Δt (1)感应电动势 E 的大小决定于穿过电路的磁通 ΔΦ 量的变化率 ，而与 Φ 的大小、Δ Φ 的大小 Δt 没有必然的联系，和电路的电阻 R 无关；感应 电流的大小与 E 和回路总电阻 R 有关． ΔΦ (2)磁通量的变化率 是 Φ－t 图像上某点切线 Δt 的斜率．
2.实验探究
(1) 实验过程：把螺线管和电流表构成闭合电
路，如图所示，当条形磁铁从螺线管上插入 的过程中观察电流表示数的变化，每次插入 磁通量 的初位置和末位置都相同， __________ 的变 化相同．
(2) 实验现象：当快速插入时，电流表的示数
较小 ． 较大 当慢慢插入时,电流表的示数______ ______,
5.公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度，
当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象
产生． (1)切割磁感线的导体中产生感应电动势，该部 分导体等效为电源，电路中的其余部分等效于 外电路．
(3) 实验结论：实验表明，感应电动势的大小 快慢 跟磁通量的变化无关 , 跟磁通量的变化 ______ 有关．
二、法拉第电磁感应定律
1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿
磁通量的变化率 成正比.这 过这一电路的__________________ 就是法拉第电磁感应定律.
ΔΦ n Δt 2.表达式:E=________