导线切割磁感线时的感应电动势（推荐）_导体切割磁感线
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第六讲
上课时间：2014年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
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=BLvsinθ
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/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, sin90o=1,感应电动势e最大，最大为BLv；当θ=0时，sin0o=0,感应电
o
o动势e最小为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
2．公式中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。
（三）例题讲解
例题
一、如图1所示电路，闭合电路一部分导体ab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=BLv。
方向用右手定则判断：b为低电位，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v1和平行于磁感线的分量v2,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=BLv1=BLvsinθ
（四）、思考练习
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.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（）。
ooooA.0
B.4
5C.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 v⊥L时，导体两端点之间的距离。
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/sinθ
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：
直导体切割磁感线时产生的感应电动势导学案
（一）电磁感应
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。两种产生感应电动势的情况：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=BLvsinθ
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/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, sin90o=1,感应电动势e最大，最大为BLv；当θ=0时，sin0o=0,感应电
o
o动势e最小为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
2.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。
3.切割磁感线时产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
（三）例题讲解
例题
一、如图1所示电路，闭合电路一部分导体ab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=BLv。
方向用右手定则判断：b为低电位，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v1和平行于磁感线的分量v2,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=BLv1=BLvsinθ
练习题
1．在电磁感应现象中，产生感应电动势的条件是什么？
2．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
3．.有感应电动势产生，就会有感应电流产生吗？
4.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
5.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
6.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（）。A.0o
B.45o
C.90o
D.180o
7.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 8.均匀磁场的磁感应强度B为0.8T，直导体在磁场中有效长度L为20cm，导线运动方向与磁场方向夹角为30o,导线以10m/s 的速度做匀速直线运动，如图3所示，求直导体上感应电动势的大小和方向。
练习题答案
1．在电磁感应现象中，产生感应电动势的条件是什么？ 答：穿过回路的磁通量发生变化。
2．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。
3．.有感应电动势产生，就会有感应电流产生吗？ 答：不一定。
4.关于感应电动势和感应电流，下列说法正确的是（D）。
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
5.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（C）。
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
6.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（C）。A.0o
B.45o
C.90o
D.180o
7.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（C）
A．A B．B
C．C
D．D 8.均匀磁场的磁感应强度B为0.8T，直导体在磁场中有效长度L为20cm，导线运动方向与磁场方向夹角为30o,导线以10m/s 的速度做匀速直线运动，如图3所示，求直导体上感应电动势的大小和方向。
