探究感应电动势的大小

选修3-21．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2．在恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？温故知新（1）电路闭合；（2）有电源;（1）电路闭合；（2）磁通量变化。NS甲乙产生电动势的那部分导体相当于电源既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。3.试从本质上比较甲、乙两电路的异同1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势（E）.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.一、感应电动势2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质.SN+G++如何判断电路中相当于电源部分导体正负极？思考：感应电动势的大小与哪些因素有关？探究实验：影响感应电动势大小的因素实验：将条形磁铁如图所示插入线圈中，电流表指针发生偏转。问题1、电流表指针偏转原因是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？问题2：将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入由什么相同和不同？磁通量变化的快慢不同磁通量的变化相同都产生了E(I)产生的E(I)大小不等从条件上看从结果上看相同不同小结：感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大.说明：磁通量的变化快慢用磁通量的变化率来描述，即可表示为t实验结论越大，感应电流I越大，感应电动势E越大。t进一步猜想：感应电动势的大小很可能与磁通量的变化率有关，并且成正比。二、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定律内容tEtkE取适当单位则k=1tnE线圈由1匝n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。二、法拉第电磁感应定律1.内容:tΦEtΦKE(K是一个常数，国际单位制K=1)tΦE表达式：tΦnE(n为线圈的匝数)当有n匝线圈时，可将其视为n个电源串联,其感应电动势为：1.因为：Ф=BSΔФ有三种情况：（1）B不变化，S变化；（2）S不变化，B变化；（3）B、S都发生变化。2、感应定律的理解与加深：物理意义与电磁感应关系磁通量Ф穿过回路的磁感线的条数多少无直接关系磁通量变化△Ф穿过回路的磁通量变化了多少磁通量变化率ΔΦ/Δt穿过回路的磁通量变化的快慢决定感应电动势的大小2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义弄清：1、磁通量大，电动势一定大吗？2、磁通量变化大，电动势一定大吗？产生感应电动势的条件1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。tΦnE课堂练习练习使用公式：2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。25V1.6V16V××××××××××××××××××××××××Gabv三、导体切割磁感线时的感应电动势导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势ab分析：回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔStΦE=BLvΔtttBLvBLvEV是相对于磁场的速度平均值或瞬时值L应为有效长度V2V1θvB若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)θ为v与B夹角sin1BLvBLvE四、对比两个公式tnEsinBLvE求平均感应电动势△t近于0时，E为瞬时感应电动势求平均感应电动势,v是平均速度求瞬时感应电动势，v是瞬时速度1、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。tΦEtΦnE课堂小结当有N匝线圈时当单匝线圈时2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义1．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的：A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大√2、如图,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=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？V1082242BLBStE3、如图，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。试求：(1)两次线圈中的平均感应电动势之比?(2)两次线圈中电流之比?(3)两次通过线圈电荷量之比?(4)两次在R中产生热量之比?12122121ttttEE12212121EEERREII11221121tItIqq1222212121tRItRIQQ