2018_2019学年高中物理 电磁感应3法拉第电磁感应定律学案教科版

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1、3．法拉第电磁感应定律学习目标知识脉络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)[自主预习·探新知][知识梳理]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

2、，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．ΔΦ(2)公式：E＝.ΔtΔΦ对于磁通量变化率相同的n匝线圈，则E＝n.Δt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.[基础自测]1．思考判断(1)闭合电路中的磁通量变化量越大，感应电动势越大．(×)(2)穿

3、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．(3)闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大．(√)(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．图131中a～d分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，正确的是()【导学号：24622008】图131A．图a中回

4、路产生的感应电动势恒定不变B．图b中回路产生的感应电动势一直在变大C．图c中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图d中回路产生的感应电动势先变小再变大D[磁通量Φ随时间t变化的图像中，斜率表示感应电动势，所以图a中不产生感应电动势，图b中产生恒定的感应电动势，图c中0～t1时间内的感应电动势大于t1～t2时间内的感应电动势，图d中感应电动势先变小再变大．]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

5、势为BLv的是()D[当B、L、v三个量方向相互垂直时，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．][合作探究·攻重难]法拉第电磁感应定律的理解及应用ΔΦ1.对Φ、ΔΦ和的理解Δt(1)三者的比较ΔΦ磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率Δt在某一过程中穿过某物理某时刻穿过磁场中某穿过某个面的磁通量变化的个面的磁通量的变化意义个面的磁感线条数快慢量

6、Φ2－Φ1

7、ΔtΦ2－Φ1大小ΔSΦ＝BS⊥ΔΦ＝B·ΔSΔΦ＝B·计算

8、ΔtΔtS·ΔBΔB·SΔtΔΦ(1)Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关，但感应电动势与匝数成正比Δt相互关系ΔΦΔΦ(2)Φ很大，不一定大；ΔΦ大，也不一定大ΔtΔtΔΦ(2)在Φt图像中，磁通量的变化率是图线上某点切线的斜率．例如穿过某闭合线ΔtΔΦ圈的磁通量Φ随时间t按如图132所示的正弦规律变化，则在t1时刻Φ最大但＝0，ΔtΔΦ在t2时刻Φ＝0但最大．Δt图1322．对法拉第电磁感应定律的理解ΔΦΔΦ(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、ΔtΔt磁通量变化量ΔΦ

9、及电路的电阻大小无关．ΔΦ(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ΔtEnΔΦnΔΦnΔΦ流I＝＝，而电路中通过某一截面的电量Q＝IΔt＝Δt＝，由此可得RRΔtRΔtR电量与时间无关，而与磁通量变化量ΔΦ和电路电阻R有关．如图133所示，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()图13322BanBaA.B.2Δt2Δt22n

10、Ba2nBaC.D.ΔtΔt思路点拨：ΔB2B－BBΔΦB[磁感应强度的变化率＝＝，法拉第电磁感应定律公式可写成E＝nΔtΔtΔtΔt2ΔB12Ba＝nS，其中磁场中的有效面积S＝a，代入得E＝n，选项B正确，A、C、D错误．]Δt22ΔtΔΦ应用E＝n时应注意的三个问题Δt(1)此公式适用于求平均电动势．(2)计算电动势大小时，ΔΦ取绝对值不涉及正负．ΔΦ(3)用E＝n所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分Δt导体两端的电动势．[针对训练]1.(多选)单匝