高中物理 第一章 电磁感应 第四节 法拉第电磁感应定律讲义（含解析）粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理教案VIP免费

法拉第电磁感应定律1．电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即E＝n，这就是法拉第电磁感应定律。2．直导线切割磁感线运动时产生的感应电动势E＝BLvsinθ。3．产生感应电动势的那部分导体相当于电源。一、影响感应电动势大小的因素1．感应电动势在电磁感应现象中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。在发生电磁感应现象的电路中，即使电路不闭合，没有感应电流，感应电动势依然存在。2．磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示变化ΔΦ所用的时间。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变化率成正比。2．公式E＝n。其中n为线圈匝数，是磁通量的变化率。3．单位ΔΦ的单位是Wb，Δt的单位是s，E的单位是V。三、感应电动势的另一种表述1．表述直导线做切割磁感线运动时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导体长度L、运动速度v以及运动方向和磁感线方向的夹角θ的正弦sinθ成正比。2．公式E＝BLvsin_θ，若B、L、v三者互相垂直，则E＝BLv。3．公式适用范围闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势。1．自主思考——判一判(1)产生感应电动势，不一定产生感应电流。(√)(2)感应电动势的大小与磁通量大小有关。(×)(3)感应电动势E和磁通量Φ均与线圈匝数有关。(×)(4)如图141所示，线圈以恒定速度v从图示位置向上离开磁场过程中感应电流逐渐变大。(×)图141图142(5)如图142所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为Blv。(√)2．合作探究——议一议(1)产生感应电动势的电路一定是闭合的吗？提示：当闭合电路中磁通量发生变化时，会产生感应电动势和感应电流；如果电路不闭合，仍会产生感应电动势，但不会产生感应电流。(2)感应电动势和磁通量都和线圈的匝数成正比吗？提示：感应电动势的大小和线圈匝数成正比，但磁通量和线圈的匝数无关。(3)导体棒运动速度越大，产生的感应电动势越大吗？提示：导体棒切割磁感线时，产生感应电动势的大小与垂直磁感线的分速度有关，而速度大，垂直磁感线方向的分速度不一定大，所以导体棒运动速度越大，产生的感应电动势不一定越大。对法拉第电磁感应定律的理解[典例]一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A．B．1C．2D．4[思路点拨]线框位于匀强磁场中，磁通量发生均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小。[解析]根据法拉第电磁感应定律E＝n，设线框匝数为n，面积为S0，初始时刻磁感应强度为B0，则第一种情况下的感应电动势为E1＝n＝nB0S0；第二种情况下的感应电动势为E2＝n＝nB0S0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，比值为1，故选项B正确。[答案]B对法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与Φ的大小及ΔΦ的大小没有必然联系。(2)计算感应电动势时，常有以下三种情况：E＝·S，即面积不变，磁感应强度变化；E＝·B，即面积改变，磁感应强度不变；E＝，即面积和磁感应强度都改变。1．闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图像分别如图143所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是()图143A．图甲回路中感应电动势恒定不变B．图乙回路中感应电动势恒定不变C．图丙回路中0～t1时间内感应电动势小于t1～t2时间内感应电动势D．图丁回路中感应电动势先变大后变小解析：选B因E＝，则可据图像斜率判断知图甲中＝0，即电动势E为0；图乙中＝恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前>E后；图丁中图像斜率先减小后增大，即回路中感应电动势先减小后增大，故只有B选项正确。2．一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0．05s内由0．1T增加到0．5T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感...