高二物理感应电动势_知识精讲_北师大版
16页1、高二物理感应电动势 知识精讲 北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容:感应电动势1. 感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生电动势的那部分导体相当于电源。2. 产生感应电动势的条件穿过电路中的磁通量发生变化或导体切割磁感线3. 感应电动势的大小(1)法拉第电磁感应定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路中的磁通量的变化率成正比,即Ent说明:量的 公 式 中 , n为 线 圈 匝 数 , t是 磁 通 量 的 变 化 率 ( 是 磁 通 量 , 是 磁 通 变化量) 。 定 律 表 明 : 的 大 小 取 决 于 t的 大 小 , 与 和 的 大 小 无 关 。 用 公 式 Ent求 出 的 是 时 间 内 的 平 均 电 动 势 。 当 t均 匀 变 化 时 , 求 出 的 平 均 电 动 势 等 于 瞬 时 电 动 势 ; 当 t0时 , 求 出 的 电 动 势 才 是 瞬 时 电 动 势 。 若 仅 由 B的 变 化 引 起 , 则 EnSB; 若 仅 由 S的 变 化 引 起 , 则 。EnSt(2)导体切割磁感线产生的感应电动势的计算lv说明:公式中
2、,v 是导体切割磁感线的运动速度,l 是作切割磁感线运动的那部分导体的长度,B 是被切割磁场的磁感应强度。公式 EBlv 仅适用导体各点以相同速度在匀强磁场中切割磁感线且 B、 l、 v 互相垂直的情况。i. 当 B、 l、 v 三者不互相垂直时,可将三者向互相垂直的方向投影后,代入公式计算。ii. 当切割磁感线运动的导线不是直线时,可求出此导线两端在垂直于速度方向的投影值(有效长度)再代入公式计算。iii. 当一段导体绕其一端在匀强磁场中旋转对磁感线作正切割时,必须求得导体上各点 的 平 均 速 度 v, 再 代 入 公 式 计 算 。 二. 重点、难点1. 磁 通 量 、 磁 通 量 的 变 化 量 与 磁 通 量 的 变 化 率 t有 何 区 别 ? 磁通量与时刻对应,磁通量的变化量是两个时刻穿过这个面的磁通量之差,即21。 磁 通 量 的 变 化 量 与 时 间 t21对 应 ; 磁 通 量 的 变 化 率 是 单 位 时 间 内 磁 通 量 的 变 化 量 , 计 算 式 是 t。 磁 通 量 变 化 率 的 大 小 不 是 单 纯 由 磁 通 量 的 变 化 量决定,还跟发
3、生这个变化所用的时间有关,它描述的是磁通量变化的快慢,以上三个量的 区 别 很 类 似 于 速 度 v、 速 度 变 化 量 v与 速 度 的 变 化 率 ( 加 速 度 a) vt三 者 的 区 别 。 根据以上三个量的对比,可以发现:穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化不一定大,磁通量的变化率也不一定大;穿过一个平面的磁通量的变化量大,磁通量不一定大,磁通量的变化率也不一定大;穿过一个平面的磁通量的变化率大,磁通量和磁通量的变化量都不一定大。2. =nt怎 样 正 确 理 解 公 式 E?( 1) 感 应 电 动 势 E的 大 小 决 定 于 穿 过 电 路 的 磁 通 量 的 变 化 率 t, 而 与 的 大 小 、 的 大 小 没 有 必 然 的 关 系 , 与 电 路 的 电 阻 R无 关 ; 感 应 电 流 的 大 小 与 E 和回路总电阻 R 有关。( 2) 磁 通 量 的 变 化 率 t, 是 t图 象 上 某 点 切 线 的 斜 率 。 3. 公 式 nt与 EBlv有 什 么 区 别 和 联 系 ? ( 1) 区 别 : 一 般 来 说 , nt求 出 的 是 t时
4、 间 内 的 平 均 感 应 电 动 势 , E 与某段时间或某个过程相对应;EBl v 求出的是瞬时感应电动势, E 与某个时刻或某个位置相对应。部分另 外 , 求 得 的 电 动 势 是 整 个 回 路 的 感 应 电 动 势 , 而 不 是 回 路 中 某nt导体的电动势。整个回路的感应电动势为零时,其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如图所示,正方形导线框 abcd 垂直于磁感线在匀强磁场中匀速向右运动时,由于t Eadbc00, 故 整 个 回 路 的 感 应 电 动 势 。 但 是 和 边 由 于 做 切 割 磁 感 线 运 动 ,仍分别产生感应电动势 Ead=Ebc=Blv。对整个回路来说,E ad 和 Ebc 方向相反,所以回路的总电动势 E0,感应电流也为零。虽然 E0,但仍存在电势差,U adU bcBlv,相当于两个相同的电源 ad 和 bc 反接。 ( 2) 联 系 : 公 式 Ent 和 公 式 EBlv 是 统 一 的 。 当 公 式 中 的 t0时 , 则 E为 瞬 时 感 应 电 动 势 , 只 是 由 于 高 中 数 学 知 识 所 限 , 我 们
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