通用版2018_2019版高中物理第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律学案新人教版选修3_

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1、4　法拉第电磁感应定律[学习目标]　1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.2.能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时产生的感应电动势.3.知道反电动势的定义和在生产中的应用．一、电磁感应定律1．感应电动势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．2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合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＝.若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n.(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的

2、单位是伏．二、导线切割磁感线时的感应电动势　反电动势1．导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图1所示，E＝Blv.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，如图2所示，E＝Blvsin_θ.8　　　　　　图1　　　　　　　图23．反电动势(1)定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势．(2)作用：反电动势的作用是阻碍线圈的转动．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大．(　×　)(2)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大．(

3、　×　)(3)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．(　×　)(4)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．(　√　)2．如图3所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是________．图3答案　甲、乙、丁一、电磁感应定律[导学探究]　如图4所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中．(1)快速插入和缓慢插入磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？8图4(2)分别用一根磁铁和两根磁铁以同样速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(3)指针偏转角度取决于什么？答案　(1)磁通量变化相同，但磁通

4、量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大．(2)用两根磁铁快速插入时磁通量变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大．(3)指针偏转角度大小取决于的大小．[知识深化]1．感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系，和电路的电阻R无关．2．在Φ－t图象中，磁通量的变化率是图象上某点切线的斜率．例1　关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是(　　)A．穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大C．穿

5、过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0D．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大答案　D解析　根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，可能减小．如图所示，8t1时刻，Φ最大，但E＝0；0～t1时间内ΔΦ增大，但减小，E减小；t2时刻，Φ＝0，但最大，E最大．故D正确．二、导线切割磁感线时的感应电动势[导学探究]　如图5所示，闭合电路一部

6、分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为l，ab以速度v匀速垂直切割磁感线，利用法拉第电磁感应定律求回路中产生的感应电动势．图5答案　设在Δt时间内导体ab由原来的位置运动到a1b1，如图所示，这时闭合电路面积的变化量为ΔS＝lvΔt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt根据法拉第电磁感应定律得E＝＝Blv.[知识深化]导线切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，公式中l指有效切割长度，即导线在与v垂直的方向上的投影长度．例2　如图6所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v

7、向右平动时，a、c两点间的电势差大小为(　　)图6A．BLvB．BLvsinθC．BLvcosθD．BLv(1＋sinθ)答案　B解析　导体杆切割磁感线的有效长度为Lsinθ，故B正确．三、两公式的简单应用8E＝n研究整个闭合回路，适用于各种电磁感应现象；E＝Blv研究的是闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体．例3　如图7所示，水平放置的两平行金属导轨相距L＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，长度也为0.50m的导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒始终接触良好且电阻

8、均可忽略不计．当ac棒以v＝4.0m/