最新沪科版高中物理高二沪科版选修3-21.3探究感应电动势的大小优质课件.pptx
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电动势为 E=nΔΔ������������。
探究一
探究二
探究三
例题 1
一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平
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
Wb/s 变化的快慢
������t
������Φ ������t =
������S B·������t ������B ������t ·S
探究一
探究二
探究三
2(1.)应感用应公电式动E势=nEΔΔ的������������应大注小意决的定问于题穿过电路的磁通量的变化率ΔΔ������������,而与 Φ 的大小、ΔΦ 的大小没有必然的联系,和电路的电阻 R 无关;感应电流的大
ΔΦ
、磁通量的变化率Δ������
������
物理量
单位 物理意义
计算公式
表示某时刻或某位置时穿过
磁通量 Φ Wb 某一面积的磁感线条数的多 Φ =B·S⊥ 少
磁通量的变
表示在某一过程中穿过某一
化量 ΔΦ
Wb 面积的磁通量变化的多少
ΔΦ =Φ 2-Φ 1
磁通量的变
表示穿过某一面积的磁通量
化率������Φ
磁通量有变化
磁通量有变化且回路闭合
感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成无关,感应 电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质
友情提示
产 生 电磁感应的导体(或电路)相当于电源,在电源内部电流由电势低 的 向 电势高的方向流动。
2 .感 应 电动势的分类 (1)感生电动势:由于电路中的磁通量变化而产生的感应电动势。 (2)动生电动势:由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。
探究一
探究二
探究三
法拉第电磁感应定律的理解与应用
问题导引
如图所示,在研究电磁感应现象的实验中,我们以不同的速率把磁铁插 入或抽出线圈时,为什么产生的感应电流不同?
提示闭 合回路的感应电流由感应电动势决定,感应电动势与磁 通 量 的变化快慢有关。
探究一
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探究三
名师精讲
1.区别磁通量
Φ
、磁通量的变化量
ΔΦ =ΔBSsin θ=(0.5-0.1)×20×10-4×0.5 Wb=4×10-4 Wb
磁 通 量的变化率:ΔΔ������������
=
4×10-4 0.05
Wb/s=8×10-3
Wb/s
根 据 法拉第电磁感应定律得平均感应电动势
E=nΔ������=200×8×10-3 V=1.6 V。
������
一二
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,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成 正比。 2 .法 拉 第电磁感应定律的理解 用 E 表示感应电动势;用ΔΔ������������表示磁通量的变化率,它的物理意义是:磁通 量变化的快慢。 法拉第电磁感应定律的数学表达式:E=kΔΔ������������,当使用国际单位时 k=1。 当螺线管的匝数为 n,每一匝中的磁通量的变化率都相同,相当于 n 个 ΔΔ������������串联,即 n 匝线圈产生的感应电动势为 E=nΔΔ������������。 3 .感 应 电动势大小的计算公式 (1)磁通量发生变化的情况:E=nΔΔ������������。 (2)导体垂直切割磁感线的情况:E=BLv。 (3)非垂直切割的情况下可找出切割磁感线的有效长度或有效速度,当 速度与导体垂直而与磁场有夹角 θ 时,E=BLvsin θ。
答案:4×10-4 8×10-3 1.6
探究一
探究二
探究三
题后反思
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。
探究一
探究二
探究三
������变式训练 1���(���2014·平顶山高二期中考试)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
V。
点拨:磁通量的变化量、磁通量的变化率穿过一匝线圈和穿过 n 匝是一
样的,而感应电动势则不一样,感应电动势与匝数成正比。只要 ΔΦ、Δt 是 独 立 的,计算的就是平均电动势。ΔΔ������������是一个整体,就是一个状态量,瞬时的。
解析:磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,所以 ΔΦ =ΔBSsin θ
������0 2
1s
=
������10s������0,故
E1=E2,选项
B
正确。
答 案 :B
探究一
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导体切割磁感线产生电动势的计算
问题导引
据报道,1992 年 7 月,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬 绳发电实验,实验取得部分成功,航天飞机在地球赤道上空离地面约 3 000 km 处,由航天飞机发射一颗卫星,携带一根长 20 km 的金属悬绳,使这根悬 绳与地磁场垂直,做切割磁感线运动。卫星悬绳发电的实验原理是什么?发 电电压大小跟哪些因素有关呢?
1.3 探究感应电动势的大小
学习目标
思维脉络
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。 3.掌握感应电动势的两种形式 及计算的方法。
4.能利用法拉第电磁感应定律 分析实际问题。
一二
一、感应电动势
1 .感 应 电动势与感应电流的对比
感应电动势
感应电流
概念 条件 两者 联系
电磁感应中产生的电动势 电磁感应中产生的电流
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( )
A.12
B.1
C.2
D.4
解析:由法拉第电磁感应定律(设原来的磁感应强度和面积分别为 B0、
S 0)有 :E2=2B0ΔΔ������������=2B0
小与 E 和回路总电阻 R 有关。
((23))磁 公通 式量E=的k变·ΔΔ������化������,k率为ΔΔ比������������是例Φ常-数t 图,当像E上、某ΔΦ点、切Δ线t 的均斜取率国。际单位时,k=1,所
以有 E=ΔΔ������������。 (4)若线圈有
n
匝,则相当于
n
个相同的电动势ΔΔ������������串联,所以整个线圈中