1.2 感应电动势与电磁感应定律 课件 (1)

课件54张PPT。第2节　感应电动势与电磁感应定律目标导航
1.理解感应电动势，知道感应电动势与感应电流的区别与联系.
2.理解电磁感应定律的内容和数学表达式.（重点）
3.理解导体垂直切割磁感线时感应电动势的数学表达式及其与一般表达式的区别.
4.会用电磁感应定律解决有关问题.（重点＋难点）一、感应电动势
1.感应电动势：电磁感应现象都伴随着_____的转化，在______________中产生的电动势叫感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于_____．能量电磁感应现象电源2.感应电动势和感应电流关系
(1)产生电磁感应现象时，闭合电路中有___________，有_________；电路断开时，没有__________，有_____________．
(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成______，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的______．感应电动势感应电流感应电流感应电动势无关本质想一想
1．通过预习，你能总结出产生感应电动势和感应电流的条件有何异同吗？
提示：相同点是穿过电路的磁通量都要变化;不同点是产生感应电动势时电路不需要闭合,而产生感应电流时电路需要闭合．磁通量变化率3.单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是_____．磁通量Φ的单位是_____．磁通量变化量ΔΦ的单位是_____．时间Δt的单位是___．
4.导体切割磁感线运动时产生的感应电动势大小
(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势大小E＝_____，其中l是___________，v是__________，且l与B_____．伏特韦伯韦伯秒Blv导体的长度导体速度垂直(2)导体速度v与磁场成θ角运动时，感应电动势大小E＝_________．
想一想
2．在什么情况下可用公式E＝Blv计算感应电动势？
提示：一般应用在导体平移时切割磁感线且B、l、v三者两两垂直的情况下．Blvsinθ要点一　感应电动势和感应电流的比较
学案导引
1.有人认为电磁感应现象的本质就是产生感应电流，正确吗？
2.产生感应电动势与产生感应电流的条件相同吗？ 下列关于感应电动势的说法中，正确的是(　　)
A．只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电动势产生
B．只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电流产生
C．导体棒无论沿哪个方向切割磁感线都会有感应电流产生D．导体棒必须垂直于磁场方向运动才会有感应电动势产生
【审题指导】　解答本题需注意以下两点：
(1)产生感应电动势的条件
(2)产生感应电流的条件【精讲精析】　只要回路内磁通量变化，就可以产生感应电动势，而只有在闭合回路中,磁通量发生变化，才产生感应电流，故A正确，B错误；无论导体棒沿什么方向切割磁感线，磁场在垂直于导体棒方向都有分量，所以都会有感应电动势产生，但不一定有感应电流，故C、D错误．
【答案】　A【名师归纳】　导体棒无论沿哪个方向切割磁感线，都会引起穿过电路的磁通量的变化,都会产生感应电动势，但只有电路闭合时才会有感应电流．变式训练
1.关于感应电流和感应电动势的关系，下列叙述中正确的是(　　)
A．电路中有感应电流，不一定有感应电动势
B．电路中有感应电动势，不一定有感应电流
C．两个不同电路中，感应电动势大的其感应电流也大
D．两个不同电路中，感应电流大的其感应电动势也大要点二　对法拉第电磁感应定律的理解
学案导引
1.磁通量变化大,产生的感应电动势一定大吗?
2.影响感应电动势的因素有哪些？ 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(　　)【答案】　B【规律总结】　求解此类问题时，应分析磁通量的变化是因为S变而引起的还是因为B变而引起的，从而选择合适的形式求解ΔΦ.变式训练
2.(2012·荆州高二期末)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势
D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大要点三　对公式E＝Blv的理解
学案导引
1.公式中的l是导体的实际长度吗？
2.公式E＝Blv只能计算瞬时感应电动势吗？1.E＝Blv中B、l、v三者两两垂直，仅适用于导体平移且垂直切割磁感线的情况．
2.公式中l为导体切割磁感线的有效长度．若切割导线是弯曲的，则应取跟B和v垂直的有效长度，如图所示，连线ab即为有效长度．3.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．4.若导体不垂直切割磁感线，即v与B有一夹角θ.如图所示，将导体ab的速度v沿垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解，感应电动势E＝Blv1＝Blvsinθ. 如图所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨接触良好．当电键S断开时，求：(1)在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值；
(2)MN从左端到右端的整个过程中，通过r的电荷量；
(3)当MN通过圆形导轨中心时，通过r的电流是多少？
【思路点拨】　导体棒从左向右滑动的过程中,切割磁感线产生感应电动势，对电阻r供电，计算电流时要特别注意是平均值还是瞬时值．变式训练
3.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中,
B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加速度a＝2 m/s2由静止开始向右做匀加速直线运动，则在
5 s内平均感应电动势是多
少？5 s末的感应电动势是
多少？答案：0.4 V　0.8 V电磁感应定律与电路和受力平衡的综合
[经典案例]　(12分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行．当cd边刚进入磁场时，
(1)求线框中产生的感应电动势大小；
(2)求cd两点间的电势差大小；
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件．
法拉第电磁感应定律的由来
法拉第发现电磁感应现象，但他并未满足已发现的现象,他又进一步提出新的实验要求：
(1)铁环是产生感应所必须的吗？
(2)线圈A是必须的吗？(3)用什么样的方法，能够产生持续的电流，使它能产生电池的效果？
于是，他又进一步通过实验来寻求这些问题的答案．第一个问题，他是这样回答的：“把长为203码(约186 m)用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木棒上，再在原绕线圈外层绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组和电流计连接，另一个绕组和100对金属板组成的电池组连接．发现当电键S接通和切断的瞬间，电流计指针又摆动起来．”在回答第二个问题时，法拉第用两个条形磁铁代替了通电线圈，结果同样看到了感应效应．他写道：“用普通的磁铁也产生了同样的效果……把线圈的两端用5英尺长的两条铜线与检流计连接，并把软铁棒插入线圈中．取两条长24英寸的磁铁，并把它们按异性磁极并在一起．然后，把一端分开(如马蹄形磁铁)，让带线圈的软铁棒夹在其间.”接着他做了这样的实验:
“当软铁棒与磁极接触时,指针立即发生摆动,然而继续接触时，指针仍回到原来的位置．当脱离接触时，指针又一次发生摆动，但指针的摆动方向与前次相反．如果调换磁铁两极时，指针摆动方向与前次相反．”为了回答第三个问题，法拉第“用厚纸制成一个圆筒，筒外缠绕8段总长为220英尺长的铜线．最后，法拉第在1831年11月24日写了一篇论文，向英国皇家学会报告了实验结果，并把产生感应现象的条件概括如下：(1)变化的电流；(2)变化的磁场；(3)运动的稳恒电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体．并把上述现象称为“电磁感应”．法拉第在上述产生感生电流的5种方式的基础上，进一步找到了引起感生现象发生的一个基本条件，就是二次电路——B线圈中磁力线数量的变化．这个结论，被称为法拉第电磁感应定律．