第2讲法拉第电磁感应定律[目标定位]1.知道什么是感应电动势.2.理解磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率三者的联系与区别.3.了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式,学会用该定律分析与解决一些简单问题.4.培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力.一、感应电动势1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2.感应电动势的大小跟磁通量的变化的快慢有关.3.我们用磁通量的变化率来表示磁通量变化的快慢,它是磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值.想一想是不是可以说磁通量的变化量越大,磁通量的变化率越大?答案不是.磁通量的变化率指单位时间内磁通量的变化量,它们的关系类似于速度的变化量和速度的变化率.二、法拉第电磁感应定律1.内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2.公式:E=n.n为线圈的匝数.ΔΦ是磁通量的变化量.3.国际单位:ΔΦ的单位是韦伯(Wb),Δt的单位是秒(s),E的单位是伏特.4.电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的.各种获得大规模电能的实用方案,都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的.想一想电磁感应过程中,能量是如何转化的?答案电磁感应过程是其他形式的能转化为电能的过程.一、感应电动势1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较(1)Φ是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场与回路平面垂直时Φ=BS.(2)ΔΦ是过程量,它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量,即ΔΦ=Φ2-Φ1.(3)表示磁通量的变化快慢,即单位时间内磁通量的变化量,又称为磁通量的变化率.(4)磁通量的变化率是Φ-t图象上某点切线的斜率.如图3-2-1所示,t=0.1s时,=0,t=0、0.2s、0.4s、0.6s时图线斜率最大,即最大.图3-2-12.感应电动势(1)由电磁感应产生的电动势叫感应电动势.在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)当电路闭合时,回路中有感应电流;当电路断开时,回路中没有感应电流,但感应电动势仍然存在.例1把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中,第一次是迅速地,第二次是缓慢地,两次初、末位置均相同,则在两次插入的过程中()A.磁通量变化率相同B.磁通量变化量相同C.产生的感应电流相同D.产生的感应电动势相同答案B解析两次以不同速率进入闭合线圈,磁通量的变化量相同,但是时间不同,则磁通量的变化率不同,感应电动势不同,感应电流也不同.针对训练1下列说法正确的是()A.磁通量大,磁通量变化量一定大B.磁通量变化大,磁通量变化率一定大C.磁通量为零,磁通量的变化率为零D.磁通量为零,磁通量的变化率不一定为零答案D解析磁通量对应一个状态,而磁通量变化对应一个过程,所以磁通量变化的大小与磁通量的大小无直接关系,选项A错误;同理磁通量变化的大小与变化的具体过程有关,包括变化的快慢以及变化的时间,而磁通量的变化率只描述磁通量变化的快慢,所以只有选项D正确.二、法拉第电磁感应定律1.内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过该电路的磁通量的变化率成正比.2.公式:E=n.n为线圈的匝数,ΔΦ是磁通量的变化量.电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率.而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系.3.单位:ΔΦ的单位是韦伯(Wb),Δt的单位是秒(s),E的单位是Wb/s,E的国际单位是V.4.电磁感应现象的本质:在电磁感应现象中,一定产生感应电动势,不一定产生感应电流.能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒钟增加6VB.线圈中感应电动势每秒钟减少6VC.线圈中感应电动势保持不变D.线圈中无感应电动势答案C解析磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb,即电动势保持6V不变.针对训练2如图3-2-2所示,两个半径不同的同心圆线圈置于匀强磁场中,当磁场均匀增大时,线圈1和线圈2产生的感应电动势的关系为()图3-2-2A.E1=E2B.E1>E2C.E1E2.对法拉...