感应电动势大小解读

感应电动势大小

1. 计算感应电动势的常用公式

E t

φ?=

?，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。

sin E BLv θ=，当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，切割磁感线，其两端间

感应电动势的大小为E 。

2

12

E BL ω=

，当长为L 的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B 的平面内，以角速度ω匀速转动时，其两端感应电动势为E 。

对公式一：t E n

t t o εφ???=

??→?是一段时间，为这段时间内的平均感应电动势。

，为即时感应电动势。

注意：① 该式普遍适用于求平均感应电动势。② E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关，而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关；③ 若线圈的匝数为n ，则公式变为E n

t

φ?=?。 对公式二：v E BLv v εε?=

?如是即时速度，则为即时感应电动势。如是平均速度，则为平均感应电动势。

要注意：① θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度（即l 为导体实际长度

在垂直于B 方向上的投影）。② 当导体垂直切割磁感线时（l ⊥B ），E B l v =。

2. 磁通量的变化量?φ的计算。

对φ?的计算，一般遇到有两种情况：① 回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，由??φ=BS ，此时B E n

S t

?=?，此式中的??B t 叫磁感应强度的变化率，若??B

t 是

恒定的，即磁场变化是均匀的，那么产生的感应电动势是恒定电动势。② 磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则??φ=B S ·，线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。

3. 对磁通量φ，磁通量的变化量φ?，磁通量的变化率

??φ

t

的区分。 磁通量φ=B S ·，表示穿过研究平面的磁感线的条数，磁通量的变化量?φφφ=-21，表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率

??φ

t 表示磁通量变化的快慢，E t

φ?=?，φ大，

t

???φφ及

不一定大；??φ

t 大，φφ?及也不一定大。

一、典型例题

[例1]、如图所示，边长为L 的线圈abcd 以恒定速度v 匀速穿过有界的匀强磁场，已知磁场

的边界宽度大于L ，磁感强度大小为B ．线圈abcd 每条边的电阻均为r ，则线圈在进入磁场、全部进入后、出磁场的三个过程中，a 、b 两点的电压大小分别为多少？

【分析】一个闭合线圈做切割磁感线的运动时，线圈中切割磁感线的部分是闭合线圈的电源部分．题中的线圈是纯电阻电路．本题可以应用闭合电路的欧姆定律求解．

【答案】

（1）线圈进入磁场的过程中，只有ab 边切割磁感线，池边是线圈中的电源，所以它的等效电路图如（甲）所示．根据闭合电路欧姆定律有：

（2）线圈全部进入磁场后，ab 边和cd 边都切割磁感线，ab 边和ab 边都是线圈中的电源，所以它的等效电路图如（乙）所示．但两个电源的正极和正极、负极和负极相连，并且电动势大小相等，所以电路中没有电流．根据闭合电路欧姆定律：

（3）线圈出磁场的过程中，只有cd 边切割磁感线，cd 边是线圈中的电源部分，等效电路图如（丙）所示．根据闭合电路欧姆定律有：

[例2] 匀强磁场磁感应强度B =0.2 T ，磁场宽度L=3m ，一正方形金属框边长ab=l =1m ，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：

（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t 图线 （2）画出ab 两端电压的U-t 图线

解析：线框进人磁场区时： E 1=Blv = 2 V ，1

14E I r

=

　=2.5 A 方向沿逆时针，如图（1）实线abcd 所示，感电流持续的时间t 1=

v

l

=0.1 s 图（1）

线框在磁场中运动时：E 2=0，I 2=0 无电流的持续时间：t 2=

L l

v

-　=0.2 s ， 线框穿出磁场区时：E 3= B l v=2 V ，3

34E I r

=

　=2.5 A 此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd 所示，感电流持续的时间t 3=v

l

=0.1 s 规定电流方向逆时针为正，得I —t 图线如图（2）所示

图（2）

（2）线框进入磁场区ab 两端电压

U 1=I 1 r=2.5×0.2=0.5V

线框在磁场中运动时；ab 两端电压等于感应电动势 U 2=B l v=2V

线框出磁场时ab 两端电压（路端电压）：U 3=E – I 3r=1.5V 由此得U —t 图线如图（3）所示

图（3）

点评：将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab 为外电路，第二阶段ab 相当于开路时的电源，第三阶段ab 是接上外电路的电源

[例3] 半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B ＝0.2T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a ＝0.4m ，b ＝0.6m ，金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为R 0＝2Ω，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计

（1）若棒以v 0＝5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO ′ 的瞬时（如图示）MN 中的电动势和流过灯L 1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN ，将右面的半圆环OL 2O ′ 以OO′ 为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为

π

4

=??t B T/s ，求L 1的功率。

解析：（1）棒滑过圆环直径OO ′ 的瞬时，MN 中的电动势 E 1=B2av =0.2×0.8×5=0.8V ①

等效电路如图（1）所示，流过灯L 1的电流 I 1=E 1/R=0.8/2=0.4A ②

图（1）

（2）撤去中间的金属棒MN ，将右面的半圆环OL 2O ′ 以OO ′ 为轴向上翻转90o，半圆

环OL 1O ′中产生感应电动势，相当于电源，灯L 2为外电路，等效电路如图（2）所示，感应电动势

E 2=

t ??φ=0.5×πa 2×t

B ??=0.32V ③

L 1的功率2

22221

00000.32442E E P R R R R ??=== ?+???

=1.28 ×10－2 W

图（2）

二 练习

1. 如图所示，A 、B 两闭合线圈用同样导线且均绕成10匝，半径为r A =2r B ，内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A 、B 环中感应电动势之比E A ：E B =________；产生的感应电流之比I A ：I B =________。

2. 如图10（a ）、（b ）所示，分别为螺线管绕线与向右磁场变化规律，已知螺线管匝数

n =1500匝，S cm =202，电阻r =15

.Ω，电阻R 135=.Ω，R 225=.Ω。则电阻R 2消耗的电功率为________W ，b 点的电势为________V 。

3. 如图13所示，某空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，分布在半径为a 的区域内，两个材料，粗细（远小于线圈半径）均相同的单匝线圈，半径分别为R 1、R 2，且R 1>a>R 2，线圈的圆心与磁场的中心重合，若磁场的磁感应强度随时间均匀减小，??B

t

K =，则任一时刻线圈中的感应电动势之比为________。

4. 面积为0.1m 2

的120匝的矩形线圈放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，线圈总电阻为1.2欧，磁场变化如图14所示，在0.3秒内穿过线圈磁通量的变化量为________，0.3秒内电流做的功为________。

t(s)

图14

5. 如图15所示，在磁感应强度B T =05.的匀强磁场中，垂直于磁场水平放置着两根相

距为h m =01

.的平行金属导轨MN 和PQ 的电阻不计。在两根导轨端点N 和Q 之间连接一阻值为R =03.Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L m =02.，每米长电阻r m =?20.Ω的金属棒ab ，金属棒与导轨正交放置，交点为c 、d ，当金属棒以速度v m s =40./向左匀速运动时，试求：

（1）电阻R 中的电流强度大小和方向。 （2）使金属棒作匀速运动的外力。 （3）金属棒ab 两端点的电势差。

6. 如图16（b ）所示，一个圆形线圈的匝数n =1000，线圈面积S cm =2002

线圈电阻为

r =1Ω，在线圈外接一阻值R =4Ω的电阻，电阻一端b 跟地相接，把线圈放入一个方向

垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图16（a ）B t -所示。 求（1）从计时起，在t s t s ==35，时穿过线圈的磁通量是多少？ （2）a 点最高电势和最低电势各多少？

高中物理法拉第电磁感应定律-感应电动势的大小(人教版)

第1页 共1页 高二物理 法拉第电磁感应定律－感应电动势的大小 要 点：知道决定感应电动势大小的因素；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；理解法拉第电磁感 应定律的内容和数学表达式；会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；会计算导线 切割磁感线时感应电动势的大小。 教学难点：感应电动势的大小的决定因素 考试要求：高考Ⅱ（法拉第电磁感应定律） 课堂设计：本节教学是在前一节课的基础上进行的有了磁通量的变化引起感应电流，势必要问 形成电流的条件，本节课就由此展开。通过实验发现磁通量改变的快慢会影响感应 电流，推出影响感应电动势大小的物理量，磁通量的变化率，在这里要让学生搞清 变化率、变化量的区别，同时注意条件的使用。在此还要推出在切割时的感应电动 势，对学生推理要求比较高，可以适当放慢速度。 解决难点：磁通量的变化量作为一个本章常用的概念是十分重要的。做好基本概念的区别引导 学生自己概括和总结出感应电动势的大小。让学生自己推倒出切割时的感应电动势 的大小。 学生现状：知道电磁感应现象，知道用磁通量来描述感应电流有无，但还比较陌生，对变化量， 变化率不是非常清楚。 培养能力：理解能力，分析综合能力，逻辑推理能力，空间想象能力 思想教育：尊重科学、尊重事实和精确细心的科学态度 一、复习提问，引入新课 【问】要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？ （引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势产生的） 【问】如果电路不是闭合的，电路中有没有电流？电源的电动势是否还存在呢？ （引导学生回答：此时电路中没有电流，而电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在） 结论：有电流一定有电动势，但有电动势不一定有电流 引入新课：在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源。 二、新课教学 【板书】（一）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 产生电动势的那部分导体相当于电源。 引导学生找出下面两图中相当于电源的那部分导体？ （上节课中图16-4的导体AB ，图16-6中的螺线管B ） 分析：电路闭合，有感应电流，由感应电动势的大小和电路的电阻决定． A F E B

感应电动势大小计算

感应电动势大小的计算 适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域安徽课时时长（分钟）60 知识点1、电磁感应产生的条件、法拉第电磁感应定律 2、导线切割磁感线感应电动势的公式 教学目标1、理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用。 2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别。 3、理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用。 4、知道公式θ是如何推导出的，知道它只适用于导体切 割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。 5、通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步揭示电与磁的关系，培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。 教学重点理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用 教学难点法拉第电磁感应定律及应用 教学过程 一、复习预习 1、复习楞次定律； 2、复习感应电流产生的条件； 3、通过感应电流方向的判断。 二、知识讲解 （一）、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. 注意：（1）不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化都产生感应电动势；（2）

产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源的内阻；（3）要产生感应电流，电路还必须闭合，感应电流的大小不仅与感应电动势的大小有关，还与闭合电路的电阻有关. （二）、法拉第电磁感应定律 1.内容：回路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比. 2.公式t ??Φ (1 1 ) 式中n 为线圈匝数，t ??Φ 称磁通量的变化率. 注意它与磁通量Φ和磁通量变化量ΔΦ的区别. 说明：（1）若B 不变，线圈面积S 变化，则t S ??. (2)若S 不变，磁感应强度B 变化，则t B ??. （三）、运动导体做切割磁感线运动时，产生感应电动势的大小，其中v 为导体垂直切割磁感线的速度，L 是导体垂直于磁场方向的有效长度. 四、转动产生感应电动势 1.导体棒（长为L ）在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转动（角速度为ω时），导体棒产生感应电动势. ??? ??? ??? -===)(212102 2212 L L B E L B E E ωω以任意点为轴时以端点为轴时以中点为轴时 2.矩形线圈（面积为S ）在匀强磁场B 中以角速度ω绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势ωθ,θ为线圈平面与磁感线方向的夹角.该结论与线圈的形状和转轴具体位置无关（但是轴必须与B 垂直）. 考点1： 严格区别磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率t ??Φ 磁通量Φ表示穿过一平面的磁感线条数，磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1，表示磁通量变化的 多少，磁通量的变化率t ??Φ表示磁通量变化的快慢.Φ大，ΔΦ及t ??Φ不一定大；t ??Φ 大， Φ及ΔΦ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v 、Δv 及t v ??的区别. 考点2： 对t ??Φ 的理解 1.公式t ??Φ 计算的是在Δt 时间内的平均电动势；公式中的v 代入瞬时速度，则E 为瞬时电 动势；v 代入平均速度，则E 为平均电动势.这样在计算感应电动势时，就要审清题意是求平均电动势还是求瞬时电动势，以便正确地选用公式.

2018版物理(沪科版)新课堂同步选修3-2文档：学业分层测评3+探究感应电动势的大小

学业分层测评(三) 探究感应电动势 的大小 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．下列几种说法中正确的是() 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，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 【解析】本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比．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系，它由磁通量的变化率决定，故选D. 【答案】 D 2．一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则关于导线中产生的感应电动势说法错误的是() A．一定为0.1 V B．可能为零 C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V 【解析】当B、L、v互相垂直时，导体切割磁感线运动产生的感应电动势最大：E＝Bl v＝0.1×0.1×10 V＝0.1 V，考虑到它们的空间位置关系B、C、D 都有可能，A错． 【答案】 A 3．如图1-3-11所示，在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化关系为B＝B0＋kt，在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线)，则导线环中的感应电动势大小为() 【导学号：68312028】

图1-3-11 A．0 B．kπR2 C.kπR2 2D．2kπR 2 【解析】由E＝n ΔΦ Δt＝ ΔBS Δt＝ 1 2πR 2k可知选项C正确． 【答案】 C 4．(多选)如图1-3-12所示为地磁场磁感线分布的示意图．我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左侧机翼末端处的电势为φ1，右侧机翼末端处电势为φ2.则() 【导学号：68312029】 图1-3-12 A．若飞机从西向东飞，φ1比φ2高 B．若飞机从东向西飞，φ2比φ1高 C．若飞机从南向北飞，φ1比φ2高 D．若飞机从北向南飞，φ2比φ1高 【解析】在北半球，地磁场是斜向下的，存在竖直向下的磁场分量，飞机在水平飞行过程中，机翼就会切割磁感线，产生感应电动势，应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低问题．伸开右手，让大拇指与其余四指在同一平面内，并且垂直，让磁感线穿过手心，即手心朝上，大拇指指飞机的飞行方向，其余四指指的方向就是感应电流的方向，由于不是闭合电路，电路中只存在感应电动势，仍然按照有电流来判断，整个切割磁感线的两边机翼就是电源，在电源内部，电流是从低电势处流向高电势处的，因此不管飞机向哪个方向飞行，都是飞行员左边机翼末端电势高，即A、C选项正确．故选A、C. 【答案】AC 5．如图1-3-13所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容

导体切割磁感线产生感应电动势的理解与例题分析

导体切割磁感线产生感应电动势的理解与例题分析 一、知识概观 1 ?导体切割磁感线时产生感应电动势那部分导体相当于电源。在电源内部，电流从负 极流向正极。不论回路是否闭合， 都设想电路闭合，由楞次定律或右手定则判断出感应电流 方向，根据在电源内部电流从负极到正极，就可确定感应电动势的方向。 2. 导体棒平动切割 公式：E=BLv ，由法拉第电磁感应定律可以证明。 公式的几点说明: (1) 公式仅适用于导体棒上各点以相同的速度切割匀强的磁场的磁感线的情况。 如匀强 磁场 和大小均匀的辐向磁场。 (2) 公式中的 B 、V 、L 要求互相两两垂直，即 L 丄B , L 丄V 。而v 与B 成B 夹角时，可以将导体棒的速度 v 分解为垂直于磁场方向的分量 ：_和沿磁 场方向的分量「「r ，如图1所示，显然〒对感应电动势没有贡献。所以，导 体棒中感应电动势为 E BLv BLvsi n 。 (3) 公式中v 为瞬时速度，E 为瞬时感应电动势， v 为平均速度，E 为 平 均感应电动势。 (4 )若导体棒是曲线，则公式中的 长度为曲线两端点的边线长度。 3. 导体棒转动切割 长为L 的导体棒在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以 3匀速转动，产生的感应电动势: 以中点曲轴时” ^ = oC 不同两段的代数和) 4婶点为轴对，即必平均速度取中点位置线速度討" 仪任意点为轴时.总=爲皿_劭(不同两 段的代数和) J Q 4. 线圈匀速转动切割 n 匝面积为S 的线圈在B 中以角速度 3绕线圈平面内的任意轴，产生的感应电动势: 线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大： (n 为匝数)。 线圈平面与磁感线垂直时， E=0 线圈平面与磁感线夹角为B 时， E nBs sin (与面积的形状无关)。 、例题分析 度为B 的匀强磁场中以速度 v 向右匀速拉出的过程中， 线圈中产生了感应 电动势。相当于电源的是 边， 端相当于电源的正极， ab 边上 产生的感应电动势 E= 。ab 边两端的电压为 ，另3边每边 两端的电压均为 。 【解释】将线圈abed 从磁场中拉出的过程中，仅 ab 边切割磁感 线， 相当于电源的是ab 边，由右手定则知b 端电势高，相当于电源的正极, 如图3所示，ab 边上产生的感应电动势 E=BIv ,另3边相当于外电路。 ab 边两端的电压为 3BIV/4，另3边每边两端的电压均为 BIv/4。 【例题1】如图2所示，将均匀电阻丝做成的边长为 I 的正方形线圈 abed 从磁感应强 L 为切割磁感线的导体棒的有效长度，有效长度的

感应电动势的计算公式

高中物理中关于感应电动势的计算公式有两个：E=△φ/△t和E= BLvsinθ。对于这两个公式的真正物理含义及适用范围，有些学生模糊不清。现就这一知识点做如下阐述。 （一）关于E=△φ/△t 严格地说，E=△φ/△t不能确切反映法拉第电磁感应定律的物理含义。教材中关于法拉第电磁感应定律是这样阐述的：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。而表达式△φ/△t所表示的物理意义应为：磁通变化量与发生此变化所用时间的比值，这与磁通变化率是不能等同的，只有在△t →0时，△φ/△t的物理意义才是磁通量的变化率。由于中学阶段没有涉及微积分，故教材用E=△φ/△t 来表示法拉第电磁感应定律是完全可以的。但必须清楚：用公式E=△φ/△t求得的感应电动势只能是一个平均值，而不是瞬时值。因为△和△t 都是某一时间段内的对应量而不是某一时刻的对应量，所以直接用此公式求得的E为△t时间内产生的感应电动势的平均值。 （二）关于E=BLvsinθ 公式E=BLvsinθ是由公式E=Δφ/Δt推导而来。此公式适用于导体在

匀强磁场中切割磁力线而产生感应电动势的情况，实质是由于导体的相对磁力线运动（切割磁力线），使回路所围面积发生变化，使得通过回路的磁通量发生变化从而产生感应电动势。可以认为公式E=BLvsinθ 所表示的物理意义是法拉第电磁感应定律的一种特殊情况。用此公式求得的E可为平均值也可为瞬时值：若v为某时间段内的平均速度，则求得的E为相应时间段内的平均感应电动势；若v为某时刻的瞬时速度，则求得的E为相应时刻的瞬时感应电动势。一般用此公式来计算瞬时感应电动势。 （三）例题分析 如图1，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r, 导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两道轨间距为L。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt ( k为常数，且k＞0)，一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属导轨紧靠P、Q端，在外力作用下以大小为a的恒定加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=T时刻回路中的感应电动势大小。 1.易错解法1：t=0时穿过回路的磁通量：φ1=0

感应电动势的大小

第十一章电磁感应电磁波 感应电动势的大小 知识精要 一．感应电动势 1．定义：在_____________现象中产生的电动势。 说明㈠产生_____________的那部分导体相当于电源。例如导体棒切割磁感线，__________就相当于电源，磁铁穿过螺线管，_________就相当于电源。 2.产生感应电动势的两种情况： ⑴导体在磁场中做_________磁感线运动，克服_______力作用而产生感应电动势。 ⑵磁场变化引起电路中_________的变化而产生感应电动势。 二．求感应电动势大小的两种方法: 1.法拉第电磁感应定律 ⑴定义:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的___________成正比。这就是法拉第电磁感应定律。 ⑵表达式：E=_____________ 说明㈡当ΔΦ由磁场变化引起时，ΔΦ/Δt常用_____________计算；当ΔΦ由回路面积变化引起时，ΔΦ/Δt常用_____________计算。 2.切割法求感应电动势 公式： E=_____________ 说明㈢a.此公式一般用于_____________(或导体所在位置各点的B相同)，导体各部分____________________相同的情况。 b.若导体棒绕某一回定转轴切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用棒_______的速度等效替代切割速度。 c.公式中的L指有效切割长度，即垂直于B、垂直于v的直线部分长度。 3.由法拉第电磁感应定律可推出电荷量计算式 q=_____________ 4.由E=_____________求得的感应电动势为平均感应电动势。由E=_____________求感应电动势时：当v为_______速度时，感应电动势为平均电动势；v为________速度时，感应电动势为瞬时值。 5.判断电磁感应电路中电势高低的方法：把产生感应电动势的那部分电路当做电源的________电路，再判定该电源的极性(正极、负极)，对于一个闭合回路来说电源内电路的电流方向是从_____电势流向_____电势，电源外的电流是从______极流向_____极。

2017高考物理最新模拟题精选训练电磁感应专题02感应电动势大小的计算含解析

专题02 感应电动势大小的计算 1．(2017黑龙江大庆一模)如图甲为磁感应强度B随时间t的变化规律，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，平面位于纸面内，如图乙所示．令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc 段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环上很小一段导体受到的安培力．下列说法不正确的是（） A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B．I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向 C．F1方向指向圆心，F2方向指向圆心 D．F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心 【参考答案】C． 2.如图2所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )

A.c→a，2∶1 B.a→c，2∶1 C.a→c，1∶2 D.c→a，1∶2 【参考答案】 C 3.如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是( ) A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小 B.导体棒ab中的感应电流方向是a→b C.导体棒ab所受安培力方向水平向右 D.导体棒ab所受合力做功为零 【参考答案】D 【名师解析】由于导体棒匀速运动，磁感应强度及长度不变，由E＝BLv可知，运动中感应电动势不变；由楞次定律可知，导体棒中的电流方向由b指向a；由左手定则可知，导体棒所受安培力方向水平向左；由于匀速运动，棒的动能不变，由动能定理可知，合力做的功等于零。选项A、B、C错误，D正确。 4．(2016福建质检)如图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的金属棒，金属棒和导轨接触良好。除电阻R外，其余电阻不计。导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面。静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl，弹性势能为E P。重力加速度大小为g。将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则

(通用版)201X-201x版高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 1.3 探究感应电动势的大小学案

1.3 探究感应电动势的大小 [目标定位] 1.能区分磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ和磁通量的变化率ΔΦΔt .2.理解和掌握法拉第电磁感应定律，并能应用于计算感应电动势的大小.3.能够运用E ＝BLv 或E ＝BLv sin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势． 一、法拉第电磁感应定律 实验探究：感应电动势大小与磁通量变化的关系 实验装置如图1所示，根据实验结果完成表格(填“较大”或“较小”)，然后回答下列问题． 图1 表1 同样速度快速插入线圈 不同速度插入线圈 一条磁铁 两条磁铁 一条磁铁 两条磁铁 指针摆动角度 相对____ 相对____ 角度大小和磁铁条数无必然联系 表2 一条磁铁缓慢插入线圈 一条磁铁快速插入线圈 N 极向下 S 极向下 N 极向下 S 极向下 指针摆动角度 ____ ____ ____ ____ (1)在实验中，为什么可以用电流表指针偏转角度大致判断感应电动势的大小？ (2)感应电动势的大小跟磁通量变化的大小有关吗？ (3)感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关吗？

(4)磁场方向对感应电动势的大小是否有影响？ 答案 较小 较大 较小 较小 较大 较大 (1)穿过闭合电路的Φ变化?产生E 感?产生I 感．由闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋r 知，当电路的总电阻一定时，E 感越大，I 感越大，指针偏转角度越大． (2)感应电动势的大小跟磁通量变化的大小无必然联系． (3)磁通量变化相同时，磁通量变化越快，感应电动势越大． (4)磁场方向对感应电动势的大小没有影响． [要点总结] 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．公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数，ΔΦ总是取绝对值． 此公式一般用来表示Δt 时间内感应电动势的平均值． 3．对法拉第电磁感应定律的理解 (1)磁通量的变化率ΔΦΔt 和磁通量Φ没有(填“有”或“没有”)直接关系．Φ很大时，ΔΦΔt 可能很小，也可能很大；Φ＝0时，ΔΦΔt 可能不为0. (2)E ＝n ΔΦΔt 有两种常见形式：①线圈面积S 不变，磁感应强度B 均匀变化：E ＝n ΔB Δt S .②磁感应强度B 不变，线圈面积S 均匀变化：E ＝nB ·ΔS Δt .(其中ΔΦΔt 是Φ－t 图像上某点切线的斜率，ΔB Δt 为B －t 图像上某点切线的斜率) (3)产生感应电动势的那部分导体相当于电源．如果电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在． 例1 关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 ( ) A ．穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大 B ．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大 C ．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0

感应电动势的大小例题解析

法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小·典型例题解析 【例1】如图17－13所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动，求：(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t时间内角架的平均感应电动势？ 解析：导线ab从顶点c向右匀速运动，切割磁感线的有效长度de随时间变化，设经时间t，ab运动到de的位置，则 de＝cetanθ＝vttanθ (1)t时刻的瞬时感应电动势为：E＝BLv＝Bv2tanθ·t (2)t时间内平均感应电动势为： E＝ ·· ·θ θ· ?Φ??? t B S t B vt vt t Bv t === 1 21 2 2 tan tan 点拨：正确运用瞬时感应电动势和平均感应电动势表达式，明确产生感应电动势的导体是解这个题目的关键． 【例2】如图17－14所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，设插入方式相同，试求： (1)两次线圈中平均感应电动势之比？ (2)两次线圈之中电流之比？ (3)两次通过线圈的电量之比？ 解析：

(1) (2) (3)．·．·． E E t t t t I I E R R E E E q q I t I t 1 21 22 1 1 2 1 2 1 2 1 2 11 22 2 1 2 1 1 1 === === == ?Φ ? ? ?Φ ? ? ? ? 点拨：两次插入时磁通量变化量相同，求电荷量时电流要用平均值． 【例3】如图17－15所示，abcd区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场．o是圆环的圆心，AB是圆环竖直直径的两个端点，那么 [ ] A．当A与d重合时，环中电流最大 B．当O与d重合时，环中电流最大 C．当O与d重合时，环中电流最小 D．当B与d重合时，环中电流最大 点拨：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定的方向上投影线的长度是有效切割长度． 参考答案：B 【例4】如图17－16所示，有一匀强磁场B＝1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO，绕平行于磁场的O轴顺时针转动，已知棒长L＝0.20 m，角速度ω＝20rad/s，求：(1)O、A哪一点电势高？(2)棒产生的感应电动势有多大？ 点拨：取棒中点的速度代表棒的平均速度 参考答案

习题课 感应电动势大小的的计算 教案

习题课 感应电动势大小的的计算 教案 一、教学目标： 1．熟练应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。 2．培养学生分析、解决问题的能力 二、教学重点：应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小 三、教学难点：培养学生分析、解决问题的能力 四、教 具：幻灯片、投影仪 五、教 法：讲练结合 六、教学过程： （一）简要复习基础知识： 1．提问：法拉第电磁感应定律的内容是什么？写出计算公式。 答：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。 公式t n E ??=φ（感应电动势的大小） 2．提问：写出导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小的表达式，使用这个公式时应注意什么？ 答：Blv E = 这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度B 、导线长度l 、导线运动速度v 的乘积。 （二）例题精讲 【例1】如图1所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m ，接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab 跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab 电阻均不计，当ab 以v=4.0m/s 的速度向右匀速滑动时，试求： （1）导体ab 上的感应电动势的大小 （2）回路上感应电流的大小 （3）要维持ab 作匀速运动，求外力多大？ 分析与解答：已知做切割运动的导线长度、切割速度和磁感应强度，可直接运用公式Blv E =求感应电动势；再由欧姆定律求电流强度，最后由平衡条件判定安培力及外力

（1）导体ab 上的感应电动势的大小 Blv E ==0.80V （2）导体ab 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得 0.4=+=r R E I A （3）对导体ab ，所受安培力80.0==BIL F 安N ，由平衡条件知，外力80.0==安F F N. 点评：①若求外力F 的功率，，则可由功率公式P=Fv 求得，因为外力功率和安培力功率相等，也可以用P=IE=I 2R （电路消耗的电功率和外力的机械功率相等）求得 ②由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，所以也可以用下式求E t S B t E ??=??=φ ③如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是外电路上的电压，即 E r R R IR U += = 【例题2】如图2所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s 。设插入方式相同，试求： 图 2 （1）：两次线圈中的平均感应电动势之比？ 解：1 2122121=??=?????=t t t t E E φφ （2）：两次线圈之中电流之比？ 解：1 2212121==?=E E E R R E I I （3）两次通过线圈的电荷量之比？ 解：1 1221121=????=t I t I q q （4）两次在R 中产生的热量之比？

高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 1_3 探究感应电动势的大小学业分层测评 沪科版选修3-2

1.3 探究感应电动势的大小 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1.下列几种说法中正确的是( ) 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，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 【解析】 本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比.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系，它由磁通量的变化率决定，故选D. 【答案】 D 2.一根直导线长0.1 m ，在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m/s 的速度匀速运动，则关于导线中产生的感应电动势说法错误的是( ) A.一定为0.1 V B.可能为零 C.可能为0.01 V D.最大值为0.1 V 【解析】 当B 、L 、v 互相垂直时，导体切割磁感线运动产生的感应电动势最大：E ＝Blv ＝0.1×0.1×10 V＝0.1 V ，考虑到它们的空间位置关系B 、C 、D 都有可能，A 错. 【答案】 A 3.如图1-3-11所示，在半径为R 的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化关系为B ＝B 0＋kt ，在磁场外距圆心O 为2R 处有一半径恰为2R 的半圆导线环(图中实线)，则导线环中的感应电动势大小为( ) 【导学号：72000025】 图1-3-11 A.0 B.k πR 2 C.k πR 22 D.2k πR 2 【解析】 由E ＝n ΔΦΔt ＝ΔBS Δt ＝12 πR 2k 可知选项C 正确. 【答案】 C

感应电动势的大小教案

感应电动势的大小教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

要点：知道决定感应电动势大小的因素；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；理解法 拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；会用法拉第电磁感应定律解答有关问 题；会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。 教学难点：感应电动势的大小的决定因素 课堂设计：本节教学是在前一节课的基础上进行的有了磁通量的变化引起感应电流，势必要问形成电流的条件，本节课就由此展开。通过实验发现磁通量改变的快慢会 影响感应电流，推出影响感应电动势大小的物理量，磁通量的变化率，在这里 要让学生搞清变化率、变化量的区别，同时注意条件的使用。在此还要推出在 切割时的感应电动势，对学生推理要求比较高，可以适当放慢速度。 解决难点：磁通量的变化量作为一个本章常用的概念是十分重要的。做好基本概念的区别引导学生自己概括和总结出感应电动势的大小。让学生自己推倒出切割时的感 应电动势的大小。 一、复习提问，引入新课 【问】要使闭合电路中有电流必须具备什么条件 （引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势产生的）【问】如果电路不是闭合的，电路中有没有电流电源的电动势是否还存在呢 （引导学生回答：此时电路中没有电流，而电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在） 结论：有电流一定有电动势，但有电动势不一定有电流 上节课实验分析：图16-4中所示实验中，导体AB棒的速度越大，发现感应电流越大，也即感应电动 2

3 势越大。图16-5所示实验中，磁铁运动的越快，感应电流和感应电动势就越大。图16-6所示实验中，通电或断电，比改变滑动变阻器时的感应电流要来得大些。 上述实验都有一个共同点：磁通量在改变，磁通量改变越快，发现电流越大，感应电动势也越大 实验表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关． 小结：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系。我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。 【板书】（二）、磁通量的变化率 1、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的联系和区别 设时刻t 1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1，设时刻t 2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间△t= t 2-t 1内磁通量的变化量为 △Φ=Φ2-Φ1，磁通量的变化率△Φ/△t 2、磁通量的变化率=△Φ/△t 举例：甲、乙两个线圈的磁通量都从0增加到5wb,甲用了2s ，乙用了5s 哪个变化率大、 【板书】（三）、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．即E= k △Φ/△t （k 为比例系数） 在国际制单位中：E 的单位是伏特（V ），Φ的单位是韦伯（Wb ），t 的单位是秒（s ） 则：V C J s A m N s m m A N s m T s Wb 11111122==??=?=?=，所以取国际制单位时，k=1 感应电动势可写为： 1、公式：E=△Φ/△t （适合于任何情况） n 个线圈时 ，看成串联，则E= n △Φ/△t 2、单位：伏特 注：①单位要用国际制单位 ②公式中△Φ，△Φ/△t 均取绝对值，该公式只要求出大小就可以，不考虑正负极。 所求电动势和电流都是平均值。 ③磁通量变化的几种情形：不变，S （与B 垂直）变；不变，B 变。 如果磁通量的变化是由于导体和磁体的相对运动引起的，即：导体在匀强磁场中做切

《电磁感应定律--感应电动势的大小》教学案例

《电磁感应定律--感应电动势的大小》教学案例 一、设计思路： 本节课是高中物理中的重点内容之一。电磁感应定律的发现，不但在科学和实践上具有重要意义，而且发现定律的指导思想及发现过程中法拉第所表现出来的科学态度、意志力，对后人也有重要的启迪和教育。新课程理念下的创新教学，要构建以学生为中心和以学生主体活动为基础的教学过程。所以本节课的教学设计：以学生自主探究法拉第电磁感应定律的探究式教学模式实施教学。先提出问题——由学生猜想与假设——设计实验方案——实行实验探究验证——分析归纳总结得出结论。学生通过自主探究，不但理解了法拉第电磁感应定律，而且更重要的是在探究过程中，学生的创新水平、学习习惯、合作精神，情感态度等方面得到发展。 二、学情分析： 高二年级学生正值身心发展的鼎盛时期，思维活跃，敢于质疑，乐于探索。又有一定的知识储备，具备了比较强的自主学习，合作探究水平，这些为实施本节探究式教学奠定了基础。但是学生在探究过程中会出现一些如实验设计不完善或者不合理等问题。这就需要教师即时的引导，与学生互动共同实行探讨，顺利完成本节课的教学目标。 三、教学目标 1知识与技能 （1）知道什么是感应电动势 （2）知道磁通量变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。能区别Φ、 （3）能理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式 （4）知道如何推导 （5）会用和解决问题。 2过程与方法 （1）通过比较的方法，学生能当堂说出的区别 （2）经历探究法拉第电磁感应定律的过程。感悟科学的探究方法与要素，体会实验在研究物理问题中的作用。 3情感态度与价值观： （1）体验探究自然规律的艰辛与喜悦 （2）培养在探究活动中敢于质疑，提出不同见解的创新实践精神。 （3）了解法拉第电磁感应定律的发现对现实生活和科学技术发展的意义 四、教学重难点。 1、重点：法拉第电磁感应定律的发现过程。 2、难点：区别。 五、课前准备： 1、上节课后布置一道背景为是否发生电磁感应现象和磁通量的习题作业。 2、教学用具 （1）演示实验器材：条形磁铁、线圈、大型电流表、大型电压表、开关和导线。 （2）学生实验器材：多支条形磁铁、线圈、电流表、电压表、导线、细线、胶带、小滑板、铁架台、米尺等（按十二组准备）。 （3）多媒体课件、投影仪。 六、教学流程

高中物理《感应电动势两个公式的区别与联系》精讲精练

第7点 感应电动势两个公式的区别与联系 应用E ＝n ΔΦΔt 或E ＝BLv 求感应电动势是一个重难点内容，在解题时若能合理选取公式，将为解题带来极大的便利．弄清两个公式的区别和联系是突破这一难点的关键． 1．研究对象不同：E ＝n ΔΦΔt 是一个回路，E ＝BLv 是一段直导线(或能等效为直导线)． 2．适用范围不同：E ＝n ΔΦΔt 具有普遍性，无论什么方式引起Φ的变化都适用；而E ＝BLv 只适用于一段导线切割磁感线的情况． 3．条件不同：E ＝n ΔΦΔt 中不一定是匀强磁场；E ＝BLv 只适用于匀强磁场． 4．物理意义不同：E ＝n ΔΦΔt 求解的是Δt 时间内的平均感应电动势；E ＝BLv 既能求导体做切割磁感线运动的平均感应电动势(v 为平均速度)，也能求瞬时感应电动势(v 为瞬时速度)． 特别提醒 (1)Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小与线圈的匝数n 无关． (2)公式E ＝n ΔΦΔt 是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择． 特例：通过回路截面的电荷量q ＝I Δt ＝nΔΦΔtR Δt ＝nΔΦR . 对点例题 如图1所示，半径为a 的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B ＝0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a ＝0.4 m ，b ＝0.6 m ，金属环上分别接有灯泡L1、L2，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计． 图1 (1)若棒以5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间，MN 中的感应电动势； (2)撤去中间的金属棒MN ，将右边的半圆环以OO′为轴向上翻转90°，若此后磁场随时间均 匀变化，其变化率为ΔB Δt ＝4π T/s ，求此时的感应电动势． 解题指导 (1)若棒以5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，棒滑过圆环直径的瞬间： E1＝B·2a·v ＝0.2×0.8×5 V ＝0.8 V

导体切割磁感线产生感应电动势的计算(15-2-4)板

导体切割磁感线产生感应电动势的计算 公式E＝BLv的使用条件 解决电磁感应中的电路问题 1．确定电源． 2．分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图． 3．利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．

1．如图所示，在一匀强磁场中有一U型导线框bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可不计．开始时，给ef 一个向右的初速度，则() A．ef将减速向右运动，但不是匀减速 B．ef将匀减速向右运动，最后静止 C．ef将匀速向右运动 D．ef将做往复运动 2、如图所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里.当ab、cd分别以速度v1和v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是 A.v1＞v2，v1向右，v2向左 B.v1＞v2，v1和v2都向左 C.v1=v2，v1和v2都向右 D.v1=v2，v1和v2都向左

3．(2014·无锡模拟)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出，设在整个过程棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( ) A ．越来越大 B ．越来越小 C ．保持不变 D ．无法判断 4．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ， 总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的 匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连 接长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒AB ，AB 由水平位置 紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ， 则这时AB 两端的电压大小为( ) A.Ba v 3 B.Ba v 6 C .2Ba v 3 D ．Ba v

法拉第电磁感应定律--感应电动势的大小教学设计

第四节法拉第电磁感应定律 【教学过程】 一、导入新课 问题：电路中存在持续电流的条件是什么? ①闭合电路；②有电源。 问题：什么叫电磁感应现象? 不论用什么方法同，只要闭合电路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流的现象。 强调：①闭合电路；②磁通量变化。 问题：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？ 电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在。 在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势。如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻。如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？今天我们就来研究这个问题。 二、新课教学 1、感应电动势 在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源。 (CAI 课件展示出下面两个电路图，引导学生找出电磁感应中相当于电源的那部分导体) 对比这两种情况，共同点之一都闭合。前者有电源，后者也应有电源，螺线管就相当于电源，也存在电动势。 (1)定义 在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势。从低电势位置指向高电势位置。 (2)产生感应电动势的条件 穿过回路的磁通量发生变化。 (3)物理意义 不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。 感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。 (4)方向规定 内电路中的感应电流方向，为感应电动势方向。 2、法拉第电磁感应定律 (1) 磁通量变化率 单位时间内磁通量的变化量，即ΔΦΔt 反映磁通量变化的快慢。 Φ等于零，ΔΦΔt 不一定等于零，看图像的切线斜率。(讨论：Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的关系，重点说明它们的区别) (2)与感应电动势大小有关的因素 问题：感应电动势跟什么因素有关? 重新演示前节课中的三个实验，用CAI 课件展示出这三个电路图，同时提出下面的问题供学生思考：

感应电动势大小解读

感应电动势大小 1. 计算感应电动势的常用公式 E t φ?= ?，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 sin E BLv θ=，当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，切割磁感线，其两端间 感应电动势的大小为E 。 2 12 E BL ω= ，当长为L 的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B 的平面内，以角速度ω匀速转动时，其两端感应电动势为E 。 对公式一：t E n t t o εφ???= ??→?是一段时间，为这段时间内的平均感应电动势。 ，为即时感应电动势。 注意：① 该式普遍适用于求平均感应电动势。② E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关，而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关；③ 若线圈的匝数为n ，则公式变为E n t φ?=?。 对公式二：v E BLv v εε?= ?如是即时速度，则为即时感应电动势。如是平均速度，则为平均感应电动势。 要注意：① θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度（即l 为导体实际长度 在垂直于B 方向上的投影）。② 当导体垂直切割磁感线时（l ⊥B ），E B l v =。 2. 磁通量的变化量?φ的计算。 对φ?的计算，一般遇到有两种情况：① 回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，由??φ=BS ，此时B E n S t ?=?，此式中的??B t 叫磁感应强度的变化率，若??B t 是 恒定的，即磁场变化是均匀的，那么产生的感应电动势是恒定电动势。② 磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则??φ=B S ·，线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 3. 对磁通量φ，磁通量的变化量φ?，磁通量的变化率 ??φ t 的区分。 磁通量φ=B S ·，表示穿过研究平面的磁感线的条数，磁通量的变化量?φφφ=-21，表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率 ??φ t 表示磁通量变化的快慢，E t φ?=?，φ大，

导体切割磁感线产生感应电动势的理解与例题分析

导体切割磁感线产生感应电动势的理解与例题分析 一、知识概观 1．导体切割磁感线时产生感应电动势那部分导体相当于电源。在电源内部，电流从负极流向正极。不论回路是否闭合，都设想电路闭合，由楞次定律或右手定则判断出感应电流方向，根据在电源内部电流从负极到正极，就可确定感应电动势的方向。 2. 导体棒平动切割 公式：E=BLv ，由法拉第电磁感应定律可以证明。 公式的几点说明： （1）公式仅适用于导体棒上各点以相同的速度切割匀强的磁场的磁感线的情况。如匀强磁场和大小均匀的辐向磁场。 （2）公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直，即L ⊥B ，L ⊥v 。而v 与B 成 θ夹角时，可以将导体棒的速度v 分解为垂直于磁场方向的分量和沿磁场方向的分量，如图1所示，显然对感应电动势没有贡献。所以，导体 棒中感应电动势为θsin BLv BLv E ==⊥。 . （3）公式中v 为瞬时速度，E 为瞬时感应电动势， v 为平均速度，E 为 平均感应电动势。 （4）若导体棒是曲线，则公式中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度，有效长度的长度为曲线两端点的边线长度。 3. 导体棒转动切割 长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以ω匀速转动，产生的感应电动势： 4．线圈匀速转动切割 n 匝面积为S 的线圈在B 中以角速度ω绕线圈平面内的任意轴，产生的感应电动势： 线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大：（n 为匝数）。 线圈平面与磁感线垂直时，E=0 线圈平面与磁感线夹角为θ时， θωsin nBs E =（与面积的形状无关）。 《 二、例题分析 【例题1】如图2所示，将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从磁感应强度为B 的匀强磁场中以速度v 向右匀速拉出的过程中，线圈中产生了感应电动势。相当于电源的是 边， 端相当于电源的正极，ab 边上 产生的感应电动势E = 。ab 边两端的电压为 ，另3边每边 两端的电压均为 。 【解释】将线圈abcd 从磁场中拉出的过程中，仅ab 边切割磁感线， 相当于电源的是ab 边，由右手定则知b 端电势高，相当于电源的正 极，如图3所示，ab 边上产生的感应电动势E =Blv ，另3边相当于外 电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 【答案】ab ；b ；Blv ；3Blv /4；Blv /4。 图1 图3