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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En 说明： 是磁通量，是磁通 ①公式中，n为线圈匝数，是磁通量的变化率（t量 t的变化量）。 （2）导体切割磁感线产生的感应电动势的计算 说明： ①公式中，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。 ②公式E＝Blv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。 第 1 页 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 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 量决定，还跟发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）v三者的区别。 t 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。 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。 与某段时间或某个过程相对应；E＝Blv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。 另外，En求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某t部分导体的电动势。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0，故整个回路的感应电动势E0。但是ad和bc边由于做切割磁感线运动，t仍分别产生感应电动势Ead=Ebc=Blv。对整个回路来说，Ead和Ebc方向相反，所以回路的总电动势E＝0，感应电流也为零。虽然E＝0，但仍存在电势差，Uad＝Ubc＝Blv，相当于两个相同的电源ad和bc反接。 般说来，用公式①En求平均感应电动势更方便，用公式②EBlv（v t第 2 页 代表瞬时速度）求瞬时感应电动势更方便。 4. 产生感应电动势和感应电流的条件有何不同？ 不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势。在产生感应电动势时，如果电路是闭合的，就产生感应电流，感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出。 【典型例题】 例1. 如图所示，在水平面内固定两根光滑的平行金属轨道，长度l＝0.20m的金属直导杆与轨道垂直放置在两轨道之上，导杆质量为0.2kg，电阻0.05Ω，电路电阻R＝0.15Ω，其它电阻不计，磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场与导轨平面垂直，ab导杆在水平向右的恒力F＝0.2N作用下，由静止开始运动。求： （1）分析ab杆运动情况 （2）ab匀速运动的速度 （3）a、b两点哪点电势高？电势差最大为多少？ （4）在F力作用下，电路能量转化怎样进行的？ （5）当v=2m/s时，杆的加速度多大？ （6）ab匀速运动后，若撤去拉力F，之后电阻R上产生的焦尔热为多少？ 解析：（1）在F恒力作用下，由静止开始加速 当a＝0，即F安＝F时，速度最大，之后匀速运动，即杆先做加速度逐渐减小的加速运动后做匀速直线运动。 （4）加速过程中，外力F做功W，将其它形式能一部分通过克服安培力做功转化成电能（电能通过电流做功又转化成焦耳热能），同时还增加杆的动能。 匀速运动中，外力F做功，将其它形式能完全转化为电能 （5）当v＝2m/s时 （6）撤去F，导体杆做减速运动直到停止，这一过程中，通过克服安培力做功，将动能完全转化成电能，又通过电流做功完全转化第 3 页 本文来源：https://www.dywdw.cn/f727b576081c59eef8c75fbfc77da26925c59671.html
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2022-05-25
