【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-2）：第一章 第四节 法拉第电磁感应定律（23张ppt）

课件23张PPT。第四节　法拉第电磁感应定律电磁感应 1．知道决定感应电动势大小的因素.
2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对磁通量的变化量，磁通量的变化率进行区别.
3. 理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式，能用其解答相关问题.
4. 会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小. 1．感应电动势：在__________产生的电动势叫做感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于_____．在产生感应电流的电路中，即使电路不闭合，没有感应电流，____依然存在．
2．磁通量的变化率：磁通量的变化率表示________的变化快慢．用______表示．其中____表示磁通量的变化量，Δt表示变化ΔΦ所用的时间．1．电磁感应现象中　电源　感应电动势
2．磁通量　　 ΔΦ3．法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_____成正比，这就是法拉第电磁感应定律．数学表达式为______；若闭合电路是一个n匝线圈．每匝线圈中的磁通量的变化率都相同，则整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍，数学表达式为______．在国际单位制中．磁通量的单位是_____，感应电动势的单位是_____．
4.导体切割磁感线时的电动势：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若磁场、导体和运动速度两两垂直，产生的感应电动势的大小等于______、切割磁感线的____、导体切割磁感线的_____三者的乘积．数学表达式为______．若运动速度v与导体的长度l之间的夹角为θ.则感应电动势的数学表达式为______．3．磁通量的变化率　 　 韦伯(Wb)　伏特(V)
4．磁感应强度　速度　有效长度　E＝BLv E＝BLvsinθ考点一　法拉第电磁感应定律的理解1．区别磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率
①磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量ΔΦ＝Φ1－Φ2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率 表示磁通量变化的快慢．
②当磁通量很大时，磁通量的变化量ΔΦ可能很小．同理，当磁通量的变化量ΔΦ很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可能较小．Φ、ΔΦ、 三者之间没有必然的联系
③磁通量的变化率 ，是Φ－t图象上某点切线的斜率．2．法拉第电磁感应定律
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，若闭合电路有n匝线圈，则E＝n .
感应电流与感应电动势产生的条件：只要有磁通量发生变化，就一定产生感应电动势，与电路是否闭合无关，但要产生感应电流，电路一定要闭合． 在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的闭合线圈abcd垂直于磁场放置．现将线圈绕对称轴转过180°，在这个过程中产生的平均感应电动势多大？ 解析：若规定初位置的磁通量
为Φ1＝BS，则末位置的磁通量为
Φ2＝－BS，磁通量虽然是标量，但
有正负区别，正负表示磁感线穿过线
圈的差别．所以在此过程中磁通量的
变化为ΔΦ＝ ，由法拉第电磁感应定律可求得 电
动势
答案：练习1．一个匝数为100匝、面积为10 cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5 s内穿过它的磁场从1 T增加到9 T．求线圈中的感应电动势．代入数值可得：E=1.6V
答案：1.6V考点二　导体切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小：
E＝BLvsinθ.
应用时注意：
1．磁场为匀强磁场；
2．若v表示瞬时速度，则E表示瞬时感应电动势；若v表示平均速度，则E表示平均感应电动势；
3．L是导线的有效长度；
4．θ为B和v 之间的夹角，若B、v、L三者两两垂直，则E＝BLv.
5．式中各物理量的单位：B是特(T)，L是米(m)，v是米每秒(m/s)，E是伏(V) 如图所示，将长为1 m的导线从中间折成约106°的角，使其所在平面垂直于磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，要使导线中产生4 V的感应电动势，导线切割磁感线的最小速度约为多少？解析：由于切割磁感线的导线是弯曲的，则应取与B、v垂直的有效长度．感应电动势E一定，当有效长度最长时，切割速度最小，故当导线沿与导线两端连线垂直的方向运动时，v最小．
根据E＝BLv得：答案：10 m/s练习2．如图所示，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棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(　　)
A．越来越大
B．越来越小
C．保持不变
D．无法确定解析： E＝Bl v sinθ ＝ Bl vx ；ab做平抛运动，水平速度保持不变，感应电动势保持不变．
答案：C公式E＝n 与E＝BLv的区别和联系
①法拉第电磁感应定律表达式E＝n 对一切电磁感应现象都适用，既能用来表示某一时刻(或某一位置)感应电动势的瞬时值，又可用来求某段时间Δt内感应电动势的平均值，但对中学物理来说，因受数学知识的限制，通常只用它求某段时间的平均值．
②公式E＝BLv 是由E＝n 推导出来的导出公式，由推导过程可知，它适用于导体作切割磁感线运动的情况，同时必须具备某些条件(B一定，B、L和v三者两两垂直)时，上述公式才成立．在公式E＝BLv中，若v取平均速度，则E为平均感应电动势；若v取瞬时速度，则E为瞬时感应电动势．
一般来说，用公式E＝n 求平均感应电动势更方便，用公式E＝BLv(v表示瞬时速度)求瞬时感应电动势更方便． 如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab，在外力作用下，保持ab跟OF垂直，以v＝5 m/s的速度匀速向右移动，设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，每米长度的电阻均为R0＝0.2 Ω/m，磁感应强度为B＝0.2 T，∠EOF＝30°，ab与导轨接触良好，则：
(1)3 s末电路中的电流为多少？
(2)3 s内电路中产生的平均感
应电动势为多少？答案：（1）1.06 A （2）4.33V1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是(　　)
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，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
解析：注意磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率 三者之间的区别．
答案：D5.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中（ ）A.线圈中O时刻感应电动势最小
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时间内平均感应电动势为0.4 V 解析：由法拉第电磁感应定律知线圈中O至D时间内的平均感应电动势 由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率 决定，而任何时刻磁通量的变化率 就是Φ－t 图象上该时刻切线的斜率，不难看出O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小为零，故B、D正确.
答案：BD 祝您学业有成