感应电动势

第三章电磁感应感应电动势的大小二、法拉第电磁感应定律知识回顾：结论：只要ΔΦ≠0就有电磁感应现象发生问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）磁通量变化。利用磁场产生电流的现象§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小试从本质上比较甲、乙两电路的异同乙甲相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）分析：在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。电路断开时，虽然没有感应电流，电动势依然存在。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就是电源产生感应电动势的线圈就是电源一、感应电动势（E）§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。⑶产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。几点说明：⑴不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。⑵磁通量是否变化是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是闭合的，电路中将会有感应电流。Φ变化产生E产生I知：由rREI总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。Φ变化的快慢不同Φ都发生了变化问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？观察实验，分析并思考回答下面的问题：问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？从条件上看从结果上看相同不同都产生了I产生的I大小不等①磁铁快速插入线圈②磁铁慢速插入线圈①在磁通量变化△φ相同时，所用的时间△t越大，即磁通量变化越慢,感应电动势E越小；反之，△t越小，即磁通量变化越快,感应电动势E越大。实验结论：②在变化时间△t相同时，变化量△φ越大，表明磁通量变化越快，感应电动势E越大；反之，变化量△φ越小，表明磁通量变化越慢，感应电动势E越小。一、感应电动势（E）§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。2．磁通量变化越快，感应电动势越大。磁通量变化磁通量变化快慢磁通量tΦ121212tt概念的比较磁通量速度磁通量的变化速度的变化磁通量的变化率速度的变化率说明：磁通量变化的快慢，可用单位时间内的磁通量的变化，即磁通量的变化率来表示。可见感应电动势的大小由磁通量的变化率来决定。t精确实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律。tkEtE若闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则整个线圈的感应电动势为tnE一、感应电动势（E）§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。2．磁通量变化越快，感应电动势越大。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VswbsTm2smAmN2AsNmCJ(K是一个常数)tΦnE(n为线圈的匝数)一、感应电动势（E）§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小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:tΦnE(n为线圈的匝数)2.数学表达式:tΦ1212tt磁通变化率感应电动势一、感应电动势（E）§16.2法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1.定义:在电磁感应现象中产生的电动势。2．磁通量变化越快，感应电动势越大。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:tΦnE(n为线圈的匝数)2.数学表达式:三、重要的推论sinBLvBLvE1（θ为v与B夹角）电动势的区别•说明：公式E=Δφ/Δt，E=nΔφ/Δt一般适用于求解平均电动势的大小；•而推导公式E=BLV一般适用于切割磁感线运动导体的瞬时电动势的大小。巩固练习：√1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则：A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中的感应电动势始终是2VD．线圈中不产生感应电动势2．一个矩形线圈，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3．如右图所示的匀强磁场中，B=0.4T，导体ab长L=40cm，电阻Rab=0.5Ω，框架电阻不计，当导体ab以v=5m/s的速度匀速向左运动时，电路中产生的感应电流为。1.6A√课后思考题求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的感应电动势各为多大？如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里，长L电阻为R0的裸电阻丝cd在宽为L的平行金属导轨上向右滑行，速度为V。已知R1=R2=R0，其余电阻忽略不计，求电键K断开和闭合时，M、N两点的电势差UMN。如图所示，磁感强度B=1.2T的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aob，导轨平面垂直磁场方向。一条导线棒MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好。当MN以v=4m/s从导轨O点开始向右匀速运动时，若所有导线单位长度的电阻r=0.1Ω/m。（1）经过时间t后，闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值；（2）闭合回路中的电流大小和方向。电磁感应现象•例：如图有100匝边长为10厘米的正方形线框，线框在磁感强度为2特的匀强磁场中以角速度5rad/s的角速度绕中心轴一边向纸外、一边向纸内匀速转动，求下列情况的平均感应电动势1）线框从图示位置转过900BOO'电磁感应现象•例：如图有100匝边长为10厘米的正方形线框，线框在磁感强度为2特的匀强磁场中以角速度5rad/s的角速度绕中心轴一边向纸外、一边向纸内匀速转动，求下列情况的平均感应电动势2）线框从图示位置转过1800BOO'电磁感应现象•例：如图有100匝边长为10厘米的正方形线框，线框在磁感强度为2特的匀强磁场中以角速度5rad/s的角速度绕中心轴一边向纸外、一边向纸内匀速转动，求下列情况的平均感应电动势3）线框从图示位置转过300BOO'小结一、感应电动势1．定义2．条件二、法拉第电磁盘感应定律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变化率成正比．2．平均感应电动势与瞬时感应电动势：①、E=n△Φ/△t多表示平均感应电动势。②、E=BLVsinθ多表示为瞬时感应电动势。θ可以为B、L、V中任意两个量之间的夹角。且L是指切割磁感线的有效长度．22．（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中粗线表法），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程（单位：m）。磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。)3sin(2xy2003年高考物理试卷（上海）解:（1）金属棒匀速运动F安=F外E=BLv①I=E/R总②F外=BIL=B2L2v/R总③④⑤∴⑥（2）⑦（3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化且x=vt,E=BLv，∴⑧)(22sin2maxmL)(3/82121RRRRR总)(3.08/30.522.022maxNF)(14/0.522.0//2221222121WRvLBRP))(3sin(2mxL))(35sin(43)3sin(2AtvtRBvRI总总