1、二、法拉第电磁感应定律,读一读,辨一辨,一、感应电动势 阅读教材第5152页“感应电动势”部分,知道什么是感应电动势。知道影响感应电动势大小的因素。 1.什么是感应电动势?产生感应电动势的那部分导体在电路中所起的作用是什么? 答案: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部分导体在电路中相当于电源。 2.如何判断感应电动势的大小呢? 答案:让产生感应电动势的那部分导体和其他元件组成一个简单的回路,根据感应电流的大小判断感应电动势的大小:感应电流越大,感应电动势就越大。,读一读,辨一辨,3.在电磁感应现象中,感应电动势的大小跟什么因素有关呢? 答案:跟磁通量的变化率(即磁通量
2、变化的快慢) 有关, 大,产生的感应电动势也就越大。,读一读,辨一辨,二、法拉第电磁感应定律 阅读教材第5253页“法拉第电磁感应定律”部分,熟记法拉第电磁感应定律的内容,会用E= 和E=n 计算感应电动势。 1.什么是磁通量的变化率?其物理意义是什么? 答案:单位时间内穿过回路的磁通量的变化量叫作磁通量的变化率,用 表示。其物理意义是描述磁通量变化的快慢。 2.法拉第电磁感应定律的内容是什么? 答案: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。 3.法拉第电磁感应定律的表达式是怎样的?,读一读,辨一辨,1.思考辨析。 (1)闭合电路中感应电动势的大小与线圈匝数无关。 ( )
3、,答案: (2)闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比。 ( ) 解析:感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。 答案: (3)穿过闭合电路的磁通量均匀变化,回路中的感应电流也在均匀变化。 ( ),答案:,读一读,辨一辨,2.探究讨论。,(2)电磁感应现象中的电能是如何产生的?电能的产生过程中遵循能量守恒吗? 答案:在电磁感应现象中,无论是导体切割磁感线运动,还是把磁铁插入线圈或从线圈中拔出,都是消耗了机械能才获得了电能,在转化过程中遵守能量守恒。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究一 区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率 如图所示,通有恒定
4、电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置平移到位置,第二次将金属框绕cd边翻转到位置,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2,则1等于2吗?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,要点提示设线框在位置时的磁通量为,在位置时的磁通量为,直线电流产生的磁场在位置处比在位置处要强,则。 将线框从位置平移到位置,磁感线是从线框的同一面穿过的,所以1=|-|=-;将线框从位置绕cd边转到位置,磁感线分别从线框的正反两面穿过,所以2=|(-)-|=+(以原来穿过为正,则后来从另一面穿过的为负),所以有12。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,1.区分磁通量、磁通量的变
5、化量和磁通量的变化率,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,2.当磁通量很大时,磁通量的变化量可能很小。同理,当磁通量的变化量很大时,若经历的时间很长,则磁通量的变化率也可能很小,磁通量的变化率 的大小与磁通量的大小和磁通量的变化量的大小均无决定关系。 3.磁通量的变化量与电路中感应电动势的有无相联系,穿过电路的0是电路中存在感应电动势的前提;而磁通量的变化率,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,温馨提示、 的大小没有直接关系,即 (1)穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大。 (2)穿过一个平面的磁通量的变化量大,磁通量不一定大,磁通量的变
6、化率也不一定大。 (3)穿过一个平面的磁通量的变化率大,磁通量和磁通量的变化量都不一定大。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,【例题1】 下列说法正确的是( ) A.磁通量越大,磁通量的变化量也越大 B.磁通量变化越大,磁通量的变化率也越大 C.磁通量变化率越大,磁通量变化得越快 D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零 解析:穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大,所以A、B均错误。磁通量的变化率 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量变化得就越快,故C正确。磁通量等于零时,磁通量可能正在变,此时磁通量的变化率可以不为零,故
7、D错误。 答案:C,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,题后反思搞清楚磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率 之间的区别,知道它们之间的大小无直接关系是处理问题的关键。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,变式训练1一个200匝、面积200 cm2的圆形线圈放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直,磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T。在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量是 ,磁通量的变化率是 。 解析:磁通量的变化=2-1=B2S-B1S=(0.5-0.1)0.02 Wb=810-3 Wb,答案:810-3 Wb 0.16 Wb/s,探究一,探究二,问题导
8、引,名师精讲,典例剖析,探究二 对法拉第电磁感应定律的理解 利用法拉第电磁感应定律求出的感应电动势是平均值还是瞬时值?如何结合-t图象求解感应电动势? 要点提示在高中阶段,利用公式E=n 求出的电动势是在t时间内的平均感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当t0时,它所表达的才是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率 可以从分析-t图象上某点切线的斜率求解。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 ,而与的大小、的大小没有必然联系。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例
9、剖析,【例题2】 一个正方形的金属框,电阻R=0.2 ,垂直放在匀强磁场中,此时穿过线圈的磁通量为0.015 Wb,若磁场在0.05 s内消失,求线框中的感应电流为多大。,原来穿过线框的磁通量为1=0.015 Wb 经t=0.05 s磁通量变为2=0 磁通量的变化量 =|2-1|=0.015 Wb 根据法拉第电磁感应定律,线框中感应电动势的大小为,答案:1.5 A,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,归纳总结计算感应电动势大小的步骤 (1)明确磁通量的变化量及所用的时间。 (2)运用法拉第电磁感应定律求解。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2导学号6682405
10、0如图为穿过某线圈的磁通量随时间变化的-t图象,已知线圈匝数为10匝,则02 s线圈中产生的感应电动势大小为 V,26 s线圈中产生的感应电动势大小为 V,68 s 线圈中产生的感应电动势大小为 V。 解析:02 s,1=2 Wb,26 s,2=0,E2=0; 68 s,3=-2 Wb-2 Wb=-4 Wb,答案:10 0 20,1 2 3 4 5,1.(对、和 的理解)下列说法正确的是( ) A.磁通量大,磁通量变化量一定大 B.磁通量变化大,磁通量变化率一定大 C.磁通量为零,磁通量的变化率为零 D.磁通量为零,磁通量的变化率不一定为零 解析:磁通量对应一个状态,而磁通量变化对应一个过程,
11、所以磁通量变化的大小与磁通量的大小无直接关系,选项A错;同理磁通量变化的大小与变化的具体过程有关,包括变化的快慢以及变化的时间,而磁通量的变化率只描述磁通量变化的快慢,所以只有选项D正确。 答案:D,1 2 3 4 5,A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势E一定越大 B.穿过线圈的磁通量的改变量越大,感应电动势E一定越大 C.穿过线圈的磁通量的变化率 越大,感应电动势E一定越大 D.穿过线圈的磁通量发生变化的时间t越小,感应电动势E一定越大 解析:根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,C对;磁通量大或者磁通量的变化量大,磁通量的变化率都不一定大,故A、B错;当磁通
12、量的变化量一定时,时间越短,磁通量的变化率才越大,故D错。 答案:C,1 2 3 4 5,3.(多选)(对电磁感应现象的理解)关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是( ) A.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,电路中才有感应电动势 B.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时, 电路中才有感应电流 C.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势 D.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流,1 2 3 4 5,解析:电磁感应现象的实质就是当穿过线圈平面的磁通量发生变化时,线路中产生感应电动势。如果电路闭合,就有感应电流,
13、如果电路不闭合,就只有感应电动势而没有感应电流。 答案:BC,1 2 3 4 5,4.(-t图象的应用)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( )A.02 s B.24 s C.45 s D.510 s 解析:图象斜率的绝对值越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小。显然,510 s图线斜率的绝对值最小。 答案:D,1 2 3 4 5,5.(E=n 的应用)一个边长L=1 m的单匝正方形线框放在匀强磁场中,穿过它的磁通量在0.05 s内由310-2 Wb增加到810-2 Wb。则穿过线框磁通量的变化量为 Wb,线框中产生的感应电动势的大小为 V。 解析:=(810-2-310-2) Wb=510-2 Wb,答案:510-2 1,
