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课件网) 2 法拉第电磁感应定律 感应电动势 1.定义:穿过闭合回路的磁通量发生了变化,闭合回路中就会产生感应电流,这说明电路中一 定存在一种由电磁感应产生的电动势,这种电动势叫作感应电动势。 2.感应电动势与感应电流的关系 (1)闭合回路中的感应电流由感应电动势和回路中的电阻决定。 (2)如果回路没有闭合,只要穿过回路的磁通量发生变化,虽然没有感应电流产生,但感应电动 势依然存在。 必备知识 清单破 知识点 1 法拉第电磁感应定律 1.内容: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 注:若闭合电路是一个匝数为n的线圈,则 E=n ,E由n和 共同决定,与Φ、ΔΦ无关。 3.单位:在国际单位制中,电动势E的单位是伏(V),且1 V=1 Wb/s。 知识点 2 导线切割磁感线的感应电动势 1.垂直切割 如图所示,导线垂直于磁场运动,B、L、v两两垂直时,Δt时间内闭合回路的磁通量的变化量Δ Φ=BΔS=BLvΔt,根据法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E=BLv。 2.不垂直切割 如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁场方向有一个夹角α(如图),速度v可以分解 为两个分量:垂直于磁场方向的分量v⊥=v sin α和平行于磁场方向的分量v∥=v cos α。只有v⊥ 知识点 3 切割磁感线,产生的电动势为E=BLv⊥=BLv sin α。 易错警示 导线运动速度越大,产生的感应电动势不一定越大。因为导线切割磁感线时,产 生的感应电动势的大小与垂直于磁感线方向的分速度有关,而速度大,垂直于磁感线方向的 分速度不一定大。 知识辨析 1.公式E= 求出的电动势是瞬时值还是平均值 2.长度相同、材料不同的两根直导线,若先后分别放在U形金属导轨上,以同样的速度在同一 匀强磁场中垂直切割磁感线,则两导线产生的电动势相同吗 3.导体棒长度为l,从中间弯成90°前后,以速度v在同一匀强磁场中垂直切割磁感线时,如图所 示,产生的感应电动势相等吗 一语破的 1.利用E= 求得的是整个回路在Δt时间内的平均感应电动势,当Δt趋近于0时,上式求得的 是感应电动势的瞬时值。 2.相同。导线垂直切割磁感线时产生的感应电动势E=BLv,可知两导线产生的电动势相同。 3.不相等。切割磁感线的有效长度不同。 研究 对象 E=n 的研究对象是一个回路,求得的电动 势是整个回路的感应电动势 物理 意义 E=n 求得的电动势是整个回路的感应电 动势,而不是回路中某段导体的感应电动 势。整个回路的感应电动势为零,而回路中 某段导体的感应电动势不一定为零 对法拉第电磁感应定律的理解 关键能力 定点破 定点 1 公式的 三种变 形应用 (1)E=nS :当S不变、B随时间变化时,用公式E=nS 求感应电动势,其中S为线圈在磁场内的有效面积。 (2)E=nB :当磁场不变、回路面积S随时间变化时,用公式E=nB 求感应电动势。 (3)若与磁场方向垂直的回路面积S及磁感应强度B均随时间变化,则用Et=nSt +nBt 求瞬时值,要特别注意题目要求的是哪个时刻的感应电动势;用E=n =n 求平均值 瞬时 值与 平均值 E=n 求的是Δt时间内的平均感应电动势; 当Δt→0时,E为瞬时感应电动势。在磁通量 均匀变化时,瞬时值等于平均值 求电 荷量 q= Δt= Δt= 。可见,在一段时间内通 过导线横截面的电荷量q仅由线圈的匝 数n、磁通量的变化量ΔΦ和闭合电路的电阻 R决定。因此,要快速求得通过导线横截面的 电荷量q,关键是正确求得磁通量的变化量Δ Φ,在计算时,通常取其绝对值。线圈在匀强 磁场中转动,在一个周期内穿过线圈的磁通 量的变化量ΔΦ=0,故通过导线横截面的电荷 量q=0 对导体切割磁感线时产生感应电动势的理解 1.对公式E=Blv的理解 在公式E=Blv中,l是指导体的有效切割长度,即导体在垂直于速度v方向上的投影长度,如图所 示的几种情况中,感应电动势都是E=Bl ... ...
