高中物理 第一章 电磁感应 第3节 法拉第电磁感应定律学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

第3节法拉第电磁感应定律1.理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用．2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt.3.理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，会用E＝nΔΦ/Δt和E＝BLvsinα解决问题．(重点＋难点)4.掌握法拉第电磁感应定律并会利用它推导出导体棒切割磁感线产生的感应电动势的表达式．(重点)一、感应电动势1．在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有感应电动势；电路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在．3．闭合电路中电流的大小由电源电动势和电路的电阻决定．4．感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关．二、法拉第电磁感应定律1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．这就是法拉第电磁感应定律．2．表达式：E＝n．3．单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是V．磁通量Φ的单位是Wb，时间t的单位是s.1．磁通量的变化量ΔΦ越大时，磁通量的变化率也越大吗？提示：不一定．ΔΦ取决于初、末状态的磁通量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1，表示磁通量变化的大小.表示磁通量变化的快慢，类似于运动学中Δv与的关系．三、导体棒切割磁感线产生的感应电动势磁场方向、导体棒与导体棒运动方向三者两两垂直时E＝BLv导体棒与磁场方向垂直，导体棒的运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向夹角为α时E＝BLvsin__α2．如图所示：在匀强磁场中，有一正方形导体框abcd以速度v匀速向右运动，若磁场区域足够大，在ab边上接一电流表，则在线框运动的过程中，电流表有无示数？提示：电流表中无示数．因为当abcd线圈向右运动时，穿过abcd回路的磁通量没有发生变化，故不产生感应电流.磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率的比较磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数在某一过程中穿过某个面的磁通量的变化量穿过某个面的磁通量变化的快慢大小计算Φ＝BS⊥ΔΦ＝＝注意穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝B·S.应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量开始和转过180°时平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负ΔΦ＝2B·S，而不是零既不表示磁通量的大小也不表示变化的多少．在Φ－t图像中，可用图线的斜率表示(1)Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关．(2)磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ很大时，可能很小，也可能很大；Φ＝0时，可能不为零．命题视角1对Φ、ΔΦ、的理解下列几种说法中正确的是()A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大[思路点拨]Φ、ΔΦ、三者无必然联系．[解析]感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关，它由磁通量的变化率决定，故选D.[答案]D命题视角2用E＝n计算感应电动势大小如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1000匝、面积S＝2×10－2m2、电阻r＝1Ω.在线圈外接一阻值为R＝4Ω的电阻．把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示．求：(1)0～4s内，回路中的感应电动势．(2)t＝5s时，a、b两点哪点电势高．(3)t＝5s时，电阻R两端的电压U.[思路点拨](1)根据法拉第电磁感应定律可求得回路中的感应电动势．(2)根据楞次定律可求得回路中的感应电流的方向．(3)根据闭合电路欧姆定律可求得回路中的感应电流的大小．[解析](1)根据法拉第电磁感应定律得，0～4s内，回路中的感应电动势E＝n＝1000×V＝1V.(2)t＝5s时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里，故a点的电势高．(3)在t＝5s时，线圈的感应电动势为E′＝n＝1000×V＝4V根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为I＝＝A＝0.8A故电阻R两端的电压U＝IR＝0....