2017-2018学年高二物理鲁科版选修1-1课件+教师用书+练习：第4章 第2节 电磁感应定律及其应用 (3份打包)

第2节　电磁感应定律及其应用 学　习　目　标 知　识　脉　络 1.知道电源是一种把其他形式的能转化为电能的装置，电动势是一个描述电源的这种本领强弱的物理量． 2.知道法拉第电磁感应定律E＝n.会用电磁感应定律计算感应电动势的大小． 会用公式E＝Blv计算导体在匀强磁场中垂直切割磁感线时感应电动势的大小，知道该公式与法拉第电磁感应定律的区别与联系．(重点、难点) 3.会用右手定则判断导体垂直切割磁感线时产生的感应电流的方向，能区分左手定则、右手定则与安培定则．(重点) 4.知道直流电与交流电之间的区别．知道发电机的工作原理． 5.了解变压器的结构和工作原理，知道理想变压器的原、副线圈两端的电压与它们匝数之间的关系. 　法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 1．电动势：电源是一种把其他形式的能量转化为电能的装置，电源本领的强弱用电动势描述．电动势用符号E表示．单位：伏特(V)．一节干电池的电动势是1.5 V，蓄电池的电动势是2.0 V. 2．感应电动势：如果导体在磁场中做切割磁感线运动，其两端就会产生电动势，这种由于电磁感应现象而产生的电动势叫感应电动势． 3．磁通量的变化率：单位时间内穿过回路的磁通量的变化量． 4．法拉第电磁感应定律 (1)内容：回路中感应电动势的大小，跟穿过该回路的磁通量的变化率成正比． (2)公式 E＝ E＝n，n为线圈的匝数，E、ΔΦ、Δt的单位分别为V、Wb、s. 5．导体切割磁感线产生的感应电动势 (1)大小：E＝Blv. (2)感应电流方向：用右手定则判断，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体的运动方向，那么其余四指所指的方向就是感应电流的方向． 1．对于公式E＝Blv中的B、l、v三者必须相互垂直．(√) 2．线圈中磁通量的变化越快，产生的感应电动势越大．(√) 3．导体棒在磁场中运动速度较大，产生的感应电动势一定越大．(×) 电磁感应现象中产生了电能，是否遵守能量守恒定律？ 【提示】　电磁感应现象中产生了电流，一定有其他能向电能转化，在转化过程中遵守能量守恒定律． 1．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较 物理量 单位 物理意义 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 磁通量的变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少 磁通量的变化率 Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 (1)磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率不一定大． (2)磁通量变化量大，磁通量的变化率也不一定大，磁通量的变化率与磁通量的变化量和磁通量大小没有直接关系． (3)在Φ­t图象上，切线的斜率表示磁通量的变化率． 2．决定电动势大小的因素 感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系，与电路的构成也无关，而感应电流的大小由感应电动势大小和电路的总电阻R决定． 3．v与E的对应关系 E＝Blv适用于导体棒垂直切割磁感线的情况，适用条件是B、l、v两两垂直，若公式中v是平均速度，则E为平均电动势，若公式中v是瞬时速度，则E为瞬时电动势． 4．左、右手定则的区别 右手定则用于判断导体切割磁感线时感应电流的方向．导体的运动是原因，产生感应电流是结果；左手定则用于判断通电导体在磁场中所受安培力的方向，导体中有电流是原因，导体受到安培力作用而运动是结果，两者应注意区分． 1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10 Ω，置于水平面上．若在0.02 s内穿过线圈的磁通量由垂直线圈平面向下，从6.4×10－2Wb均匀减少到零，再反向均匀增加到9.6×10－2Wb.则在此时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为________Wb，穿过线圈的磁通量的变化率为________Wb/s. 【解析】　设垂直线圈平面向上为正，在0.02 s内磁通量的变化量 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝[9.6×10－2－(－6.4×10－2)]Wb ＝0.16 Wb 磁通量的变化率Wb/s＝8 Wb/s. ＝ 【答案】　0.16　8 2．一面积为S＝4×10－2m2、匝数n＝100的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率为＝2 T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？ 【解析】　穿过线圈的磁通量的变化率 ·S＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2Wb/s， ＝ 由法拉第电磁感应定律得E＝n＝100×8×10－2V＝8 V. 【答案】　8×10－2Wb/s　8 V 3．如图4­2­1所示，水平放置的平行金属导轨，相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平