【创新设计】2013–2014学年高中物理鲁科版选修3–2第1章1–2感应电动势与电磁感应定律.ppt

第2节　感应电动势与电磁感应定律;1．知道什么是感应电动势． 2．掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 3．掌握导体切割磁感线产生的电动势E＝BLvsin θ的推导及意义．会用此关系式解答有关问题 ;感应电动势 ;Blv ;四、电磁流量计 1．结构：它主要由流量传感器和转换器组成． 2．原理：电磁流量计的管道由非磁性材料制成，处于磁场区域中，导电液体流过时，上下管壁间便产生电势差． 3．优点：(1)可用来测量高黏度和强腐蚀性流体的流量． (2)测量范围宽、反应快，易与其他自动控制装置配套．;说明　(1)Φ是状态量，是在某时刻(某位置)穿过闭合回路的磁感线条数，当磁场与回路平面垂直时，Φ＝BS. (2)ΔΦ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的变化量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.常见磁通量变化方式有：B不变，S变；S不变，B变；B和S都变，回路在磁场中相对位置发生改变(如转动等)．总之，只要影响磁通量的因素发生变化，磁通量就会变化．;二、正确理解法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (2)产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势． (3)方向判断：可用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向． ①对于由于磁场变化产生的电磁感应现象，可用楞次定律判断产生感应电动势的那部分导体中感应电流的方向(若电路断开，可假设将电路闭合)，感应电流的方向就是该部分导体中感应电动势的方向．;②对于由于导体切割磁感线产生的电磁感应现象，可用右手定则判断做切割运动的导体中感应电动势的方向，四指所指的方向就是感应电动势的方向． ;特别提醒　感应电动势与磁通量的变化率成正比．而与磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ无关．;三、导体切割磁感线时的电动势 1．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．若速度v是即时速度，则电动势E即为即时电动势；若速度v是平均速度，则电动势E即为平均电动势． (2)式中L应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场或v垂直，L应是导线在垂直磁场或v方向的投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，则应取与B和v垂直方向上的投影的长度．;如图1－2－3甲中，半径为r的半圆形导体垂直切割磁感线时，感应电动势E＝BLv≠2Brv.;教材资料分析 讨论与交流 如图1－20所示是某同学设计的用来测量风速的装置．请解释这个装置是怎样工作的．;迷你实验室 制作两个线圈，分别与电池、小灯泡组成闭合回路，并把两个线圈套在铁芯上(如图1－16所示)． 移动与小灯泡连接的线圈，当改变移动的速度时，观察小灯泡亮度变化并解释原因．;点拨　连接电池的线圈产生磁场，使与灯泡相连的线圈处于磁场中，当线圈上下移动时，线圈产生感应电动势，又因为线圈与小灯泡组成闭合回路，则有电流通过小灯泡，使小灯泡发光．;【典例1】 如图1－2－5(a)所示的螺线管，匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，电阻r＝1.5 Ω，与螺线管串联的外电阻R1＝3.5 Ω，R2＝25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图1－2－5(b)所示规律变化，试计算电阻R2的电功率．;电阻R2消耗的功率为 P2＝I2R2＝(0.2)2×25 W＝1.0 W. 答案　1.0 W 借题发挥　(1)电磁感应问题，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势后，就将电磁感应问题转化为电路问题，运用电路有关知识求解． (2)利用图象分析问题时，应首先确定纵、横坐标的含义，分析图象的斜率、截距等的含义．;【变式1】 穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图1－2－6中的①～④所示，下列说法正确的是(　　)． A．图①有感应电动势，且大小恒定不变 B．图②产生的感应电动势一直在变大 C．图③在0～t1时间内的感应电动势是t1～t2时间内感应电动势的2倍 D．图④产生的感应电动势先变大再变小;答案　C;【典例2】 如图1－2－7所示，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，若导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是(　　)． A．电路中的感应电流大小不变 B．电路中的感应电动势大小不变 C．电路中的感应电动势逐渐增大 D．电路中的感应电流逐渐减小 思路点拨　本题考查用公式E＝Blvsin θ求感应电动势．解题关键是正确推导出感应电动势和感应电流的表达式．;答案　AC 借题发挥　此类题一般采用解析式法，推导感应电动势、感应电流的表达式．求出导体棒切割磁感线的