导线切割磁感线时的感应电动势
-
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第六讲
<
/p>
上课时间：
2014
年
< br>9
月
23
日
星期二
课
时：两课时
总课时数：
12
课时
教学目标：
1.
掌握导线切割磁感线时的感应电动势计算方法，
2.
掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势。
3.
掌握导体切割磁感线时产生的感应电
动势大小的表达式。会计算
B
、
l
、
v
三者相互垂直的情况下，
导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小。
教学重点：
本节重点是导体切割磁感线时产生的感应电动势大小的计算
教学难点：
本节重点是导体切割磁感线时产生的感应电动势大小的计算
教
具：电子白板
教学过程：
一、组织教学
检查学生人数，填写教室日志，组织学生上课秩序。
二、复习导入
1.
磁场中的几个基本物理量。
2.
电磁力的大小计算公式及方向的判定。
三、讲授新课：
（一）电磁感应
< br>电流和磁场是不可分的，有电流就能产生磁场，同样，变化的磁场也能产生电动势和电流。通常把利用磁< /p>
场产生电流的现象称为电磁感应现象。
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。用字母
e
表示
，国际单位伏特，简称伏，用符号
V
表示。
直导体切割磁感线时产生的感应电动势；螺旋线圈中磁感线发生变化时产生的感应
电动势。
（二）直导体切割磁感线时产生的感应电动势
直导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小可用下面公式计算
:
e
=BL
vsin
θ
式中：
e
---
感应电动势，单位伏特，简称伏，用符号
V
表示。
B
――为磁感应强度，单位为特斯拉
，简称特，用符号
T
表示。
L
――导体在垂直于磁场方向上的长度，单位为米，用符号
m
表示。
v----
导体切割磁感线速度
,
单位为米
/<
/p>
秒，用符号
m/s
表示。
θ
-----
为速度
v
方向与磁感应强度
B
方向间的夹角。
上式说明：
闭合电路中的一段
导线在磁场中作切割磁感线时，
导线内所产生的感应电动势与磁场的磁感
应强度、导线的有效长度和导线切割磁感线的有效速度的乘积成正比。
由上式可知：当
B
⊥
v
时，θ
=90
,
sin90
=1,<
/p>
感应电动势
e
最大，最大为
BL
v
；当θ
=0
时，
sin0
=0,
感应
电动势
e
最小为
< br>0.
感应电动势的方向可用右手定则来判断：平伸右
手，大拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，手
心对准
N
极，
让磁感线垂直穿入手心，
大拇指
指向导体运动的方向，
则其余四指所指的方向就是感应电动势的方
向。
产生感应电动势的实质：穿过回路的磁通量发生变化。
穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生电流，该电流称为感应电流。
注意：
1.
公式用于匀强
磁场
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o
o
o
o
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2
．公式中<
/p>
v
为瞬时速度，
e
为瞬时感应电动势；
v
为平均速度，
e
为平均感应电动势。
3.
若导线棒是曲线，
则公式中的
L
为切割磁感线的导体棒的有效长度，
有效长度的长度为曲线两端点
的边线长度。
v
⊥
L
时，导体两端点之间的距离。
4.
穿过回路的磁通量发生变化就会
产生感应电动势，电路不闭合时没有感应电流，但感应电动势仍存在。
5.
切割磁感线时产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
< br>
（三）例题讲解
例题一、如
图
1
所示电路，闭合电路一部分导体
a
b
处于匀强磁场中，磁感应强度为
B
，
ab
的长度为
L
，以
速度
v
匀速切割磁感线向右运动
，求产生的感应电动势？判断感应电动势的方向。
解析：速度
v
方向与磁感应强度
B
方向间的夹角为
90
,
e
=BL
v
。
方向用右手定则判断：
b
为低电位，<
/p>
a
为高电位。
o
图
1
图
2
例题二、
如图
2
所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导
体以
v
斜向切割磁感线，求产生的感
应
电动势。
解析：
可以把速度
v
分解为两个分量：
垂直于磁感线的分量
v
1
和平行于磁感线的分量
< br>v
2
,
后者不切割磁感线，
不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为
e
=
BLv
1
=
BLv
sin
θ<
/p>
（四）
、思考练习
< br>1
．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
答：穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。
2.
有感应电动势产生，就会有感应电流产生吗？
3.
关于感应电动势和感应电流，下列说法正确的是（
）
。
A.
导体做切割磁感线运动时，一定有感应电流产生
B.
导体在磁场中运动时，一定有感应电动势产生
C.
穿过电路的磁通量发生变化时，就一定有感应电流产生
D.
穿过电路的磁通量发生变化时，一定产生感应电动势，不
一定产生感应电流
4.
在均匀磁场中
，
有一矩形线圈平面与磁场方向垂直，
当线圈在磁场中平移但不
离开磁场时，
矩形线圈中将
（
）
。
A.
产生感应电动势
B.
产生感应电流
C.
无电磁感应现象
D.
无法确定
5.
< br>运动导体切割磁感线而产生最大感应电动势时，导体的运动方向与磁感线的夹角为（
）
。
o
o
o
o
A. 0
B. 45
C. 90
D.180
6.
下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大
的是（
）
A
．
A
B
．
B
C
．
C
D
．
D
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v
⊥
L
时，导体两端点之间的距离。
<
/p>
A
、感应电动势
E=BLv
．
B
、感应电动势
E=BLv
C
、设导
体与磁场下边界的夹角为
θ
，感应电动势
E=BLv/
sin
θ
D
、感应电动势
E=BLv
．
故
C
正确
故选
C
四、
课堂小结
1.
电磁感应现象
2.
直导体切割磁感线时产生的感应电动势
五、布置作业：
练习题
六、课后反思：
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