高考物理第一轮复习课件：第3讲： 探究感应感应电动势的大小 （沪科版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 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 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 磁通量的变化率 BLvsin 想一想磁通量的变化率和匝数有关吗 2012 渭南市高二检测 一个200匝 面积20cm2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 05s内由0 1T增加到0 5T 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 答案 4 10 48 10 31 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1s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1s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 学案导引1 公式E Blvsin 的使用范围是什么 2 公式E Blvsin 中各符号的物理意义是什么 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 E Blv 当有任意两个量的方向平行时 E 0 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 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sin 1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L 50cm 导体棒AB在两轨道间的电阻为r 1 且可以在MN PQ上滑动 定值电阻R1 3 R2 6 整个装置放在磁感应强度为B 1 0T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v 5m 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E Blv结合电路结构分析求解 答案 1 2 5VB A方向 2 1 7V 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 电磁感应中的电路问题 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 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 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 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全