2019学年教科版高中物理选修3-2课件：第一章 电磁感应2

回路中产生的感应电动势.
图2
知识梳理
导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小 (1)导体棒垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图3所示，E＝ BLv .
图3
答案
(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θ时，如图4所 示，E＝ BLvsin θ .
图4
答案
即学即用
试写出如图 5所示的各种情况下导线中产生的感应电动势的表达式 ( 导 线长均为L，速度为v，磁感应强度均为B，图(3)、(4)中导线垂直纸面).
第一章 电磁感应
2 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，并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E＝BLv或E＝BLvsin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势.
知识探究
典例精析
达标检测
一、法拉第电磁感应定律
导学探究
知识探究
观察演示实验，思考下列问题：
图5
答案 (1)E＝0 (2)E＝BLv (3)E＝0 (4)E＝BLvcos θ
答案 返回
一、法拉第电磁感应定律的理解
典例精析
归纳总结
解析答案
例2
如图6甲所示，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距d ＝
10 cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直.每根棒在导轨间的部分，电 阻均为R＝1.0 Ω.用长为L＝20 cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁
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量是 4×10－4 Wb；磁通量的平均变化率 是 8×10－3 Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是 1.6 V.
解析
磁通量的变化量为ΔΦ＝ΔB· Ssin θ
＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb＝4×10－4 Wb
磁通量的平均变化率为 －4 ΔΦ 4×10 －3 ＝ Wb /s ＝ 8 × 10 Wb/ s Δt 0.05
解析答案
三、E＝BLv的应用
例3 如图7所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是 ( B )
图7 A.乙和丁 B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁
D.只有乙
归纳总结 答案 返回
1
D.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
解析
感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁
场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D.
解析答案
二、导线切割磁感线产生的感应电动势
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
快插入时产生的感应电流大即感应电动势大，慢插入时产生的感应电流
小即感应电动势小.
答案
知识梳理
变化率
线圈的匝数
答案
即学即用
下列几种说法中正确的是 ( D )
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.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C.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
2
3
4
达标检测
1 A.2
2 B. 2
C.1
D. 2
图9
解析答案
1
2
3
4
2.(多选)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 所围面积的磁通量随时间变化的规律如图10所示，则O～D过程中( A.线圈中O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O至D时间内的平均感应电动势为0.4 V )
图10
解析答案
1
2
3
4
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( C ) A.越来越大 C.保持不变 解析 B.越来越小 D.无法确定
金属棒做平抛运动，水平速度不变，且水平 图11
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.
解析答案
1
2
3
4
4.如图12所示，设匀强磁场的磁感应强度B为0.1 T，
切割磁感线的导线的长度L为40 cm，线框向左匀速运
动的速度v为5 m/s，整个线框的电阻R为0.5 Ω，试求： (1)感应电动势的大小；
解析 线框中的感应电动势 E＝BLv＝0.1×0.4×5 V＝0.2 V. 答案 0.2 V
解析答案 返回
图12 (2)感应电流的大小.
场中，t＝0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此
后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响，整个过
程丝线未被拉断.求：0～2.0 s的时间内，电路中感应电流的大小.
图6
归纳总结 解析答案
针对训练1
一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向
(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
图1
答案
穿过闭合电路的Φ变化⇒产生E感⇒产生I感.
答案Leabharlann (2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
图1
答案
(3)在图1中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么
相同和不同？
图1 答案 快插入时电流表指针的偏转程度比慢插入时的偏转程度大；说明