感应电动势与电磁感应定律PPT课件1-鲁科版.ppt

1、学习目标：学习目标：1.知道感应电动势的知道感应电动势的概念概念2理解法拉第电磁感应定律内理解法拉第电磁感应定律内容和数学表达式容和数学表达式3知道公式知道公式EBlv的推导过程的推导过程及其与一般表达式之间的区别及其与一般表达式之间的区别4会用电磁感应定律解决有关会用电磁感应定律解决有关问题问题重点难点：重点难点：1.理解电磁感应定律的内理解电磁感应定律的内容及应用容及应用2感应电动势和感应电流的区别与感应电动势和感应电流的区别与联系联系易错问题：易错问题：1.由于对公式由于对公式EBlv的前的前提条件不理解，存在乱套公式的现象提条件不理解，存在乱套公式的现象2由于对法拉第电磁感应定律理解由

2、于对法拉第电磁感应定律理解不到位，易出现由不到位，易出现由的大小判断电动势大的大小判断电动势大小的现象小的现象基础知识梳理基础知识梳理一、感应电动势一、感应电动势1感应电动势：电磁感应现象都伴随着感应电动势：电磁感应现象都伴随着 的转化，的转化，在在 现象中产生的电动势产生感应电动势的那部现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体相当于分导体相当于 2感应电动势与感应电流的关系感应电动势与感应电流的关系(1)在电磁感应现象中，闭合电路中有在电磁感应现象中，闭合电路中有 ，有，有 ；电路断开时，没有；电路断开时，没有 ，有，有 能量能量电磁感应电磁感应电源电源感应电动势感应电动势感应电流感应电

3、流感应电流感应电流感应电动势感应电动势(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成如何组成 ，感应电动势比感应电流更能反映电，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的磁感应现象的 二、电磁感应定律二、电磁感应定律1影响感应电动势的因素影响感应电动势的因素电路中产生的感应电动势的大小与电路中的磁电路中产生的感应电动势的大小与电路中的磁通量通量 有关，即与有关，即与 有关有关磁通量的变化率在数值上等于磁通量的变化率在数值上等于 磁通磁通量的变化量，它是表示磁通量量的变化量，它是表示磁通量 的物理量的物理量无关无关本质本质变化的快慢变化的快慢磁通量的变化率

4、磁通量的变化率单位时间内单位时间内变化快慢变化快慢思考 2法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，与穿内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的过这一电路的 成正比成正比 (2)表达式：对单匝线圈表达式：对单匝线圈E ，k为比为比例系数，国际单位制中例系数，国际单位制中k1.上式可简化上式可简化为为 ，对，对n匝线圈匝线圈E .磁通量变化率磁通量变化率(3)单位：在国际单位制中，感应电动势单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位的单位是是 ，磁通量，磁通量的单位是的单位是 ，磁通量变化量，磁通量变化量的的单位是单位是 ，时间，时间t的单位是的单位是 3导体

5、切割磁感线时的感应电动势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，如图导体在匀强磁场中运动，如图121所示，所示，B、l、v两两垂直时，两两垂直时，E . 伏特伏特韦伯韦伯韦伯韦伯秒秒Blv(2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为线方向夹角为时时(如图如图122)，E .图图121图图122Blvsin2. 切割类产生的电动势切割类产生的电动势E=Blv在任何情况在任何情况下都适用吗？下都适用吗？【思考思考提示提示】不只有在不只有在B、l、v两两两两相互垂直的情况下适用相互垂直的情况下适用思考一、对法拉第电磁感应定律的理解一、

6、对法拉第电磁感应定律的理解1感应电动势与磁通量、磁通量变化感应电动势与磁通量、磁通量变化量及磁通量变化率的关系量及磁通量变化率的关系核心要点突破核心要点突破2电量与磁通量变化量、时间和电阻的电量与磁通量变化量、时间和电阻的关系关系特别提醒特别提醒二、对公式二、对公式EBlvsin的理解的理解1该公式可看成法拉第电磁感应定律的一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个推论，通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电时的瞬时电动势，若动势，若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均电动势为平均电动势2当当B、l、v三个量方向相互垂直时，即三个量方向相互垂直时，即90时，时，EB

7、lv；当有任意两个量的方向平行时，；当有任意两个量的方向平行时，即即0时，时，E0.3式中的式中的l应理解为导线切割磁感线时的应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，有效长度，如果导线不和磁场垂直，l应是导线应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感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，如图的导线是弯曲的，如图123所示，则应取所示，则应取B和和v垂直的等效直线长度，即垂直的等效直线长度，即ab的弦长的弦长图图123图图1245切割磁感线的导体中产生感应电动势，等效为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

8、电源；导轨和电阻上不产生感应电动势，等效于外电路路三、感应电动势与感应电流的比较三、感应电动势与感应电流的比较项目项目感应电动势感应电动势E感应电流感应电流I定义定义在电磁感应现象中产生在电磁感应现象中产生的电动势的电动势在电磁感应现象在电磁感应现象中产生的电流中产生的电流物理物理意义意义反映在电磁感应过程中反映在电磁感应过程中把其他形式的能转化成把其他形式的能转化成电能的本领大小电能的本领大小电荷定向移动形电荷定向移动形成的现象成的现象产生产生条件条件磁通量发生变化，与电磁通量发生变化，与电路是否闭合无关路是否闭合无关电路闭合，磁通电路闭合，磁通量发生变化量发生变化项目项目感应电动势感应电动

9、势E感应电流感应电流I大小决大小决定因素定因素与穿过电路的磁通量变化与穿过电路的磁通量变化的快慢有关的快慢有关(成正比成正比)感应电动势及电路感应电动势及电路的组成的组成因果关因果关系系在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应电流是表象电流是表象数量关数量关系系遵循闭合电路欧姆定律，即遵循闭合电路欧姆定律，即IE/R一个一个200匝、面积为匝、面积为20 cm2的线圈放在的线圈放在磁场中，磁场方向与线圈平面成磁场中，磁场方向与线圈平面成30角，若角，若磁感应强度在磁感应强度在0.05 s内由内由0.1 T增加到增加到0.5 T，在此过程中穿过线圈的磁通量

10、的变化率是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；线圈中的感应电动势为_ V.课堂互动讲练课堂互动讲练【思路点拨思路点拨】磁通量的变化率跟线圈的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；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，但整个线圈的感应电动势则跟线圈的匝数有关，即跟匝数成正比即跟匝数成正比【解析解析】磁通量的变化量磁通量的变化量BSsin 30(0.50.1)201040.5 Wb4104 Wb，【答案答案】81031.6【易误警示易误警示】本题磁通量变化率的计算本题磁通量变化率的计算中，易出现

11、中，易出现nBS的错误，要明确磁通量的错误，要明确磁通量及磁通量的变化都与线圈匝数无关，感应电动及磁通量的变化都与线圈匝数无关，感应电动势的大小和匝数成正比势的大小和匝数成正比1.如图如图125所示，矩形线圈面积为所示，矩形线圈面积为S，线圈平面垂直于磁感应强度为线圈平面垂直于磁感应强度为B的范围足够大的范围足够大的匀强磁场放置若在时间的匀强磁场放置若在时间t内将线圈绕内将线圈绕bc轴轴翻转翻转180，则线圈中产生的平均感应电动势，则线圈中产生的平均感应电动势是多大？是多大？图图125如图如图126所示，导体棒所示，导体棒ab长长L，沿倾，沿倾角为角为的斜导轨以速度的斜导轨以速度v下滑，匀强磁

12、场磁感应下滑，匀强磁场磁感应强度为强度为B.(1)若磁感应强度若磁感应强度B的方向垂直于斜导轨向的方向垂直于斜导轨向上，导体棒上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？中产生的感应电动势为多大？(2)若磁感应强度若磁感应强度B的方向竖直向上，导体的方向竖直向上，导体棒棒ab中产生的感应电动势为多大？中产生的感应电动势为多大？公式公式EBlvsin 的理解及应用的理解及应用【思路点拨思路点拨】这是导体做切割磁感线运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，但要注意各种情进行计算比较方便，但要注意各种情况中夹角况中夹角的分

13、析的分析图图126【解析解析】(1)当磁感应强度当磁感应强度B的方向垂直的方向垂直于斜轨时，导体棒于斜轨时，导体棒ab的速度方向与的速度方向与B是垂直的，是垂直的，即即v与与B的夹角的夹角90，则可将感应电动势直，则可将感应电动势直接写为接写为E1BLv，图图127(2)法一：当磁感应强度法一：当磁感应强度B竖直向上时，此时竖直向上时，此时v与与B的夹角的夹角90，我们可直接套用公式写出，我们可直接套用公式写出此时的感应电动势此时的感应电动势E2BLvsin(90)BLvcos .法二：将棒的速度法二：将棒的速度v分解为垂直于分解为垂直于B和平行于和平行于B的两个分量，只有垂直于的两个分量，只

14、有垂直于B的速度分量的速度分量vvcos 才对产生感应电动势有贡献，所以感应电动势才对产生感应电动势有贡献，所以感应电动势E2BLvBLvcos .【答案答案】(1)BLv(2)BLvcos .【点评点评】当应用公式当应用公式EBlvsin进行电进行电动势大小的计算时，一定要结合具体物理情况动势大小的计算时，一定要结合具体物理情况分析分析B、l、v三者的关系若三者的关系若B和和v不相互垂直，不相互垂直，分解是比较好的方法分解是比较好的方法2如图如图128所示的几种情况中，金所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为属导体中产生的感应电动势为Blv的是的是()图图128A乙和丁乙和丁 B甲甲

15、 、乙、丁、乙、丁C甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁 D只有乙只有乙解析解析：选选B.甲、乙、丁三图中，甲、乙、丁三图中，B、v、l两两垂直，且两两垂直，且l为有效切割长度，产生的电动势为有效切割长度，产生的电动势都为都为EBlv，丙图中，丙图中EBlvsin .把总电阻为把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半的均匀电阻丝焊接成一半径为径为a的圆环，水平固定在竖直向下、磁感应的圆环，水平固定在竖直向下、磁感应强度为强度为B的匀强磁场中，如图的匀强磁场中，如图129所示一所示一长度为长度为2a、电阻等于、电阻等于R、粗细均匀的金属棒、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放在圆环上，

16、它与圆环始终保持良好的接触，当棒以恒定速度触，当棒以恒定速度v向右移动，经过圆心向右移动，经过圆心O时，时，求：金属棒上电流的大小及棒两端的电压求：金属棒上电流的大小及棒两端的电压电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题【思路点拨思路点拨】首先要明确其等效电路，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上的电流和棒两端的电压【点评点评】准确分析电路的结构是解答该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，类问题的关

17、键，要明确哪部分是电路中的电源，哪部分是外电路哪部分是外电路3.如图如图1210所示，在磁感应强度为所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，有一长为的匀强磁场中，有一长为0.5 m、电阻为、电阻为1.0 的导体的导体AB在金属框架上以在金属框架上以 10 m/s的速度的速度向右滑动，向右滑动，R1R22.0 ，其他电阻不计，其他电阻不计，求流过求流过AB的电流的电流I.图图1210答案答案：0.5 A有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。