2020_2021学年高中物理第一章电磁感应3法拉第电磁感应定律学案教科版选修3_220210224212.doc

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1、3．法拉第电磁感应定律[学习目标]　1.理解感应电动势的概念．　2.理解法拉第电磁感应定律，并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．(重点)　3.能够运用E＝BLv或E＝BLvsinθ计算导体切割磁感线时的感应电动势．(重点)　4.掌握磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别．(难点)一、感应电动势、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)定义：由电磁感应产生的电动势．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，如果闭合电路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应

2、电动势依然存在．2．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．(2)公式：E＝.对于磁通量变化率相同的n匝线圈，则E＝n.二、导线切割磁感线产生的感应电动势1．当导体棒的速度v与磁感应强度B垂直时，E＝BLv.2．当导体棒的速度v与磁感应强度B成夹角α时，E＝BLvsin_α.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)闭合电路中的磁通量变化量越大，感应电动势越大．(×)(2)穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中产生的感应电动势就越大．(√)-12-(3)穿过闭合回路的磁通量

3、最大时，其感应电动势一定最大．(×)(4)E＝BLv只能求瞬时感应电动势，不能求平均感应电动势．(×)(5)在匀强磁场中，只要导体棒的运动方向与磁场方向垂直，其电动势即可用E＝BLv求解．(×)2.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若穿过线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则(　　)A．线圈中0时刻的感应电动势为零B．线圈中0.05s时的感应电动势为零C．线圈中0至0.05s时间内平均感应电动势为0.5VD．线圈中0.05s至0.1s时间内感应电动势逐渐减小B　[单匝线圈产生的感应电动势取决于磁通量的变化率，而

4、磁通量的变化率在Φt图像中等于图线上各点切线的斜率，0时刻图线的切线斜率大小不为零，感应电动势不为零，0.05s时图线的切线斜率大小为零，因此0.05s时的感应电动势为零．从0到0.05s磁通量改变了2×10－2Wb，则磁通量的变化率为0.4Wb/s，因此感应电动势为0.4V．从0.05s到0.1s时刻，图线切线的斜率大小逐渐增大，所以感应电动势也逐渐增大．故正确选项为B.]3．下列选项中所示的导体棒的长度为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，棒运动的速度均为v，则产生的电动势为BLv的是(　　)D　[当B、L、v三个量方向相互垂直时，

5、E＝BLv；A选项中B与v不垂直；B选项中B与L平行，E＝0；C选项中B与L不垂直；只有D选项中三者互相垂直，D正确．]-12-法拉第电磁感应定律的理解及应用1.对Φ、ΔΦ和的理解(1)三者的比较磁通量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＝＝相互关系(1)Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关，但感应电动势与匝数成正比(2)Φ很大，不一定大；ΔΦ大，也不一定大(2)在Φt图像中，磁通量的变化率是图线上某点切线的斜率．例如穿

6、过某闭合线圈的磁通量Φ随时间t按如图所示的正弦规律变化，则在t1时刻Φ最大但＝0，在t2时刻Φ＝0但最大．-12-2．对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)由E＝n可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流＝＝，而电路中通过某一截面的电量Q＝Δt＝Δt＝，由此可得电量与时间无关，而与磁通量变化量ΔΦ和电路电阻R有关．【例1】　(2019·全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a

7、)中虚线MN所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示．则在t＝0到t＝t1的时间间隔内(　　)A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为D．圆环中的感应电动势大小为-12-[答案]　BC(1)计算电动势大小时，ΔΦ取绝对值不涉及正、负．(2)＝·S，为Φt图像的斜率，为Bt图像的斜率．[跟进训练]训练角度1：法拉第电磁感应定律的理解1.如图所

8、示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　)A.　　　　　　B．