高中物理 4.5法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修3-2

解析 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大 小以及磁场的强弱均无关，它由磁通量的变化率决定，故选D.
例2 如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝1 000，线圈面 积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4
Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的磁场中， 磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求：
2.实际应用不同 E＝nΔΔΦt 应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势较方便；E ＝Blvsin θ 应用于导线切割磁感线所产生的感应电动势较方便. 3.E 的意义不同 E＝nΔΔΦt 求的一般是平均感应电动势，但当 Δt→0 时，E＝nΔΔΦt 可 表示瞬时感应电动势；E＝Blv 一般求的是瞬时感应电动势，当 v
较大的匀强磁场与线圈平面垂直，当磁场以0.5 T/s均匀增大时， 在线圈导线中的电流有多大？
解析 根据法拉第电磁感应定律：
E＝nΔΔΦt ＝nL2ΔΔBt .线圈的电阻：R＝n·4LR0
图4
据闭合电路欧姆定律： I＝ER＝nn·L42LΔΔRBt0＝4LR0·ΔΔBt ＝40×.12×0.5 A＝6.25×10－3A.
第5讲 法拉第电磁感应定律
目标定位 1.理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式.
2.会用 E＝Blvsin θ 和 E＝nΔΔΦt 解决问题.
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势 在 电磁感应现象
中产生的电动势，叫感应电动
势.产生感应电动势的那一部分电导源体相当于
电源内阻 本身的电阻相当于
有
Байду номын сангаас
，导体
.当电路断开时，无感应电流，但
感应电动势.
2.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)表达式：E＝ΔΔΦt (单匝线圈)，E＝nΔΔΦt (n 匝线圈).
想一想 感应电动势的大小与Φ或ΔΦ的大小有没有关系？Φ 的大小与n有没有关系？ 答案 E的大小与Φ或ΔΦ的大小没有关系.Φ的大小与n没有
表示 Δt 时间内的平均速度时，E＝Blv 也可表示平均感应电动势.
例4 如图7所示，导轨OM和ON都在纸面内，导
体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速
度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足
够长，它们每米长度的电阻都是0.2 Ω，磁场的磁
感应强度为0.2 T.问：
图7
(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁场产
机提供电能，电能转化为
.
2.若反电电动动机势工作中由于机械阻力过大而停止转动电，动这机时烧就毁没有
了
切断电源
，线圈中电流会很大，可能会
把
，这时应立即
，进
行检查.
一、法拉第电磁感应定律的理解 1.感应电动势 E＝nΔΔΦt ，E 只与ΔΔΦt 成正比，与 Φ、ΔΦ 的大小无关. 2.下列是两种常见的产生感应电动势的情况，其中线圈的匝数为 n. (1)线圈面积 S 不变，磁感应强度 B 均匀变化： E＝nΔΔBt ·S(ΔΔBt为 B－t 图象上某点切线的斜率)
生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？
解析 夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路 中的感应电动势.
图5
例3 如图6所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂 直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右 平动时，a、c两点间的电势差为( )
B
A.BLv
B.BLvsin θ
C.BLvcos θ
图6
D.BLv(1＋sin θ)
解析 导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin θ.
三、公式 E＝nΔΔΦt 与 E＝Blvsin θ 的区别 1.研究对象不同 E＝nΔΔΦt 研究整个闭合回路，适用于各种电磁感应现象；E＝Blvsin θ 研究的是闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导线.
答案 6.25×10－3A
二、导体切割磁感线时的感应电动势
公式E＝Blvsin θ的理解
(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用
来求导体做切割磁感线运动时的感应电动势.若B、l、v两两 垂直，则E＝Blv.
(2)式中l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，即导体在 与v垂直方向上的投影长度.如图5甲中，感应电动势E＝Blv ＝2Brv≠Bπrv(半圆弧形导线做切割磁感线运动).在图乙中， 感应电动势E＝Blvsin θ≠Blv.
(2)前5 s内的平均感应电动势的大小.
解析 前5 s内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1′ ＝S(B2′－B1′)＝200×10－4×(0.2－0.2) Wb＝0.
由法拉第电磁感应定律 E′＝nΔΦΔt′＝0.
答案 0
针对训练1 如图4所示，一两端闭合的正方形线圈共有n＝10匝， 每边长L＝10 cm，所用导线每米长的阻值R0＝2 Ω，一个范围
图3
(1)前4 s内的平均感应电动势的大小以及通过R的电流方
向；
解析 前4 s内磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝S(B2－B1)＝
200×10－4×(0.4－0.2) Wb＝4×10－3 Wb
由法拉第电磁感应定律得
E＝nΔΔΦt ＝1
4×10－3 000× 4
V＝1 V.
电流方向自下而上.
答案 1 V
(2)磁感应强度 B 不变，线圈面积 S 均匀变化： E＝nB·ΔΔSt . 3.用 E＝nΔΔΦt 所求的一般为平均感应电动势，且所求的感应电动 势为整个回路的感应电动势.
例1 下列几种说法中正确的是( D ) 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，线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大
关系.
二、导体切割磁感线时的感应电动势
1.导体垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，
如图1所示，E＝ Blv
.
图1
2.导体的运动方向与导体本身垂直，但与
磁感线方向夹角为θ时，如图2所示，E＝
Blvsin θ
.
图2
三、反电动势 1.电动机转动时，线圈中会产生反电动势
，它阻的碍作线用
是圈的转动
其他形，式能线圈要维持原来的转动就必须向电动