2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 第4节 法拉第电磁感应定律学案 新人教版选修3-2

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1、第4节　法拉第电磁感应定律　1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能计算感应电动势的大小.　2.能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算感应电动势.　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（1）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势.（2）电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源.（3）在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有感应电动势；回路断开时，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：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）表达式：E＝（单匝线圈）；E＝n

2、（多匝线圈）.二、导线切割磁感线时的感应电动势1.垂直切割：导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv.2.不垂直切割：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，如图乙所示，则E＝Blv1＝Blvsinθ.三、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：阻碍线圈的转动.判一判　（1）在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流.（　　）（2）线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减小时感应电动势减小.（　　）（3）导线切割磁感线时，速度大的电动势一定大.（　　）提示：（1

3、）×　（2）×　（3）×做一做　下列叙述中影响感应电动势大小的因素是（　　）A.磁通量的大小B.磁通量的变化率C.电路是否闭合D.磁通量的变化量提示：选B.在闭合电路中，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，所以决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率，故B正确，A、C、D错误.想一想　电动机正常工作时，通过电动机的电流I为什么小于？（U为加在电动机两端的电压，R为电动机线圈的电阻）提示：电机线圈产生反电动势，对电流有阻碍作用，使电流I＜.　对法拉第电磁感应定律的理解和应用（1）感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系，与电路的

4、电阻R无关；感应电流的大小与E和回路总电阻R有关.（2）磁通量的变化率，是Φ－t图象上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向.（3）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.（4）计算电动势时，常有以下两种情况：E＝n·S——面积不变，磁感应强度变化；E＝n·B——面积改变，磁感应强度不变.命题视角1　对Φ、ΔΦ、的理解　下列几种说法中正确的是（　　）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.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感

5、应电动势一定越大D.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[思路点拨]Φ、ΔΦ、三者无必然联系.[解析]　感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关，它由磁通量的变化率决定，故选D.[答案]　D命题视角2　公式E＝n的应用　（2018·阜阳高二检测）如图甲所示的螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，则（1）2s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？（2）磁通量的平均变化率多大？（3）线圈中感应电动势大小为多少？[思路点拨]（1）磁通量的变化量用ΔΦ＝Φ2－Φ1求解；（

6、2）感应电动势用公式E＝n求解.[解析]　（1）磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则Φ1＝B1S，Φ2＝B2S，ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS＝（6－2）×20×10－4Wb＝8×10－3Wb.（2）磁通量的变化率为＝Wb/s＝4×10－3Wb/s.（3）根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小E＝n＝1500×4×10－3V＝6.0V.[答案]　（1）8×10－3Wb　（2）4×10－3Wb/s　（3）6.0V（1）研究对象：E＝n的研究对象是一个回路，而不是一段导体.（2）物理意义：E＝n求的是Δt时间内的平均感应电动势；当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势.（3

7、）E＝n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某段导体的电动势.整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零.（4）用公式E＝nS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积.　【通关练习】1.（2018·辽宁凌源测试）如图所示，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（　　）A.　　　　　　　　　B.C.D.解析：选B.线圈中产生