1、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(重点)3掌握感应电动势计算的两种方法(重点)4能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题(难点)目标导航 新知初探 自主学习 一、探究感应电动势的大小 1.感应电动势和电源 在电磁感应现象中产生的电动势叫做_产生感应电动势的那部分导体相当于_ 感应电动势电源2.实验探究(1)实验过程：把螺线管和电流表构成闭合电路，如图所示，当条形磁铁从螺线管上插入的过程中观察电流表示数的变化，每次插入的初位置和末位置都相同，_的变化相同(2)实验现象：当快速插入时，电流表的示数_,当慢慢插入时,电流表的示数_ 磁通量较大较小(3)实验结论：实验表明，感应电动
2、势的大小跟磁通量的变化无关,跟磁通量的变化_有关 快慢二、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_成正比.这就是法拉第电磁感应定律.2.表达式:E=_3.导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小E=_.n t磁通量的变化率BLvsin想一想磁通量的变化率和匝数有关吗？提示：无关磁通量的变化率 t 只与磁通量的变化量 和发生这一变化的时间 t 有关要点探究讲练互动 法拉第电磁感应定律的理解学案导引1.磁通量、磁通量的变化量 及磁通量的变化率 t 有何区别？2.如何理解 En t？1.区别磁通量、磁通量的变化量 、磁通量的变化率 t物理量 单位 物理意义 计算公式
3、磁通量 Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 BS 物理量单位物理意义计算公式磁通量的变化量 Wb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少 2 1 磁通量的变化率 tWb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 t 2.应用公式 En t 应注意的问题(1)感应电动势 E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 t，而与 的大小、的大小没有必然的联系，和电路的电阻 R 无关；感应电流的大小与 E 和回路总电阻 R 有关(2)磁通量的变化率 t 是 t 图像上某点切线的斜率(3)公式 Ek t，k 为比例常数，当 E、t 均取国际单位时，k1，所以有 E t.(4)若线圈有
4、 n 匝，则相当于 n 个相同的电动势 t 串联，所以整个线圈中电动势为 En t.(2012渭南市高二检测)一个200匝、面积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成30角若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，则在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是_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_V.例1【审题指导】解此题应把握两点：(1)磁通量、磁通量变化量及磁通量变化率的概念及区别(2)公式 En t 中各符号的意义及磁通量变化的原因【精讲精析】由于面积 S 不变，B 发生变化，因此 BSsin30(0.50.1)201040.5
5、 Wb4104 Wb.磁通量的平均变化率 t 41040.05Wb/s8103 Wb/s 线圈中的平均感应电动势大小是 En t 2008103 V1.6 V.【答案】4104 8103 1.6【误区警示】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 变式训练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()A.12 B1C2 D4解析：选 B
6、.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、S0)有：E1 B t S0B01 sS0，E22B0 S t 2B0S021 sB0S01 s，故 E1E2.故选 B.学案导引1.公式EBlvsin的使用范围是什么？2.公式EBlvsin中各符号的物理意义是什么？公式EBlvsin的理解及应用1.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2.当B、l、v三个量方向相互垂直时,EBlv；当有任意两个量的方向平行时，E0.3.式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度(1)导线不和磁场垂直，l应是导体在垂直磁
7、场方向的投影长度；(2)切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长4.该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，自圆心向外随半径增大，速度是均匀增加的，所以导体运动的平均速度为 v0 l2 l2，由公式 EBl v得，EBl l2 12Bl2.5.公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生(1)切割磁感线的导体中产生感应电动势，该部分导体等效为电源，电路中的其余部分等效于外电路(2)对于一个闭合电路，关键要明确电路的连接结构，分清哪部分相当于电源，哪些组成
8、外电路，以及外电路中的串、并联关系(3)一般考查B、l、v互相垂直的情况，即sin1的情况(2012咸阳高二检测)如图所示，MN、PQ为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ相距L50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r1,且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R13,R26,整个装置放在磁感应强度为B例21.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v5 m/s速度做匀速运动求：(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；(2)导体棒AB两端的电压UAB.【思路点拨】解此题要注意AB棒是电源，利用公式EBlv结合电路结构分析求解【精讲精
9、析】(1)导体棒 AB 产生的感应电动势 EBLv2.5 V 由右手定则，AB 棒上的感应电流方向向上，即沿 BA 方向(2)R 并R1R2R1R22 IER并r2.53A，UABIR 并53 V1.7 V【答案】(1)2.5 V BA方向(2)1.7 V【规律方法】(1)确定哪部分电路产生感应电动势，产生感应电动势的那部分电路相当于电源；(2)判断出感应电动势的方向，然后分清内、外电路，画出等效电路图 互动探究上例中，整个回路产生的总热功率为多少？解析：回路电动势 E2.5 V，总电流 I2.53A.由 P 总EI 知，P 总2.52.53W6.253W.答案：6.253W电磁感应中的电路问
10、题 经典案例(12分)如右图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知b的半径是a的两倍，若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，M、N两点间的电势差为U；若该磁场存在于b内，a在磁场 热点示例 创新拓展 外，M、N两点间的电势差为多少？(M、N在连接两环的导线的中点，该连接导线的长度不计)【思路点拨】此类问题侧重于简单电磁感应电路的分析与计算，应注意两点：(1)处在磁场变化的区域内的线圈相当于电源,磁场外部的线圈是外电路(2)感应电动势和路端电压的区别 【解题样板】由题意，磁场随时间均匀变化，设磁场的变化率为 B t，a 的半径为 r，则 b 的半径为 2r，线圈导线单位长度电
11、阻为 R0.线圈 a 的电阻为 Ra2 rR0，线圈 b 的电阻为Rb4 rR0.因此有 Rb2Ra.(2 分)当线圈 a 在磁场中时，a 相当于电源，根据法拉第电磁感应定律，电动势为 Ea B t r2(2分)当线圈 b 在磁场中时，b 相当于电源，所以，Eb B t (2r)24Ea(2 分)Ua 是 a 为电源时的路端电压，由闭合电路欧姆定律，UaEaRaRbRb.(2 分)设 Ub 是 b 为电源时的路端电压，同理有：UbEbRbRaRa.(2 分)将上面各式联立解得：Ub2U.(2 分)【答案】2U【规律方法】对于电磁感应现象中的闭合电 路 问 题,与 直 流 电 路 的 分 析 方 法 基 本 相同具体思路如下：(1)画出等效电路图(2)根据闭合电路的欧姆定律进行电路分析 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
