2019-2020年高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律学案新人教版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理4.4法拉第电磁感应定律学案新人教版选修3-2【学习目标】1．知道感应电动势及决定感应电动势大小的因素。2．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。3．知道E=BLvsinθ如何推得。4．会用法拉第电磁感应定律解决问题。【学习重点和难点】重点：法拉第电磁感应定律的理解和应用。难点：平均电动势与瞬时电动势的区别。【自主学习】一、电磁感应定律1．感应电动势(1)定义：在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．(2)产生条件：不管电路是否闭合，只要穿过电路的，电路中就会

2、产生感应电动势．(3)方向：规定电源内部感应电动势的方向由负极指向正极，与电源内部的电流方向一致，所以在产生感应电动势的导体上，若存在感应电流，则感应电流的方向就是感应电动势的方向，且由感应电动势的负极指向正极．2．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成正比．（2）表达式：E=（单匝线圈）；E=(n匝线圈)。二、导体切割磁感线时的感应电动势1.导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两垂直时，E＝.2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，E＝.三、反电动势1．定义：电

3、动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的电源电动势作用的电动势．2．作用：线圈的转动.【精讲点拨】一、法拉第电磁感应定律的理解1．由E＝n可知，感应电动势E大小正比于磁通量的变化率，而与磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ及电路的电阻大小无关．2．在Φ－t图象中，表示某时刻的斜率时，由E＝n可求得瞬时感应电动势，表示某段时间Φ－t图象的斜率时，由E＝n可求得平均感应电动势．3．感应电动势的大小与电路是否闭合无关．4．E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值，至于感应电流的方向，可以用楞次定律去判定．例

4、、如图甲所示，单匝矩形线圈abcd在磁场中垂直磁场放置，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，则(　　)A．0时刻线圈中感应电动势最小B．C时刻线圈中感应电动势为零C．C时刻线圈中感应电动势最大D．从0至C时间内线圈中的平均感应电动势为0.4V二、正确理解磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率之间的关系物理量比较内容磁通量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穿过某个面的磁通量的变化表示磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢大小计算Φ＝B·S，S为与B垂直的面积，不

5、垂直时，取S在与B垂直方向上的投影ΔΦ＝Φ2－Φ1①ΔΦ＝B·ΔS②或ΔΦ＝S·ΔB③＝B·或＝S·注意(1)适用于匀强磁场(2)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①ΔΦ＝Φ2－Φ1适用各种情况，②ΔΦ＝B·ΔS适用匀强磁场的情况，③ΔΦ＝S·ΔB适用面积不变的情况．线圈在匀强磁场中，从垂直于磁场方向翻转180°角，因Φ1、Φ2符号相反，ΔΦ＝2BS而不是0.既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在Φ－t图象中，用图线的斜率表示特例线圈在磁场中绕垂直

6、于磁场的轴匀速转动，线圈平面与磁感线平行时，Φ＝0，最大，线圈平面与磁感线垂直时，Φ最大，为零例、下列说法正确的是(　　)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．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大三、公式E=BLv的理解四、1.上式适用于B,L,V两两垂直的情况2.v与B的夹角为θ时E=BLv1=BLvsinθ3．式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和

7、磁场垂直，l应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如下图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长．4．公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．5．若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势．如右图所示，导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，则AC在切割磁感线时产生的感应电动势为：E＝Bl＝Bl·ωl＝Bl2ω.6.电磁感应现象中通过闭合回路横截面的感应电荷量为Δq＝Δt＝Δt＝nΔt＝n.例

8、、如右图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨电阻不计，当棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是(　　)A.　B.C.D.四、公式E＝n与E＝Blv的区别与联系E＝nE＝Blvsinθ区别研究对象不同研究对象是一个回路研究对象是在磁场中运动的一段导