2021_2022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_220210319260.doc

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1、高考法拉第电磁感应定律必备知识·自主学习一、感应电动势(1)感应电动势:由电磁感应产生的电动势。(2)在电磁感应现象中,回路断开时,虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在。二、法拉第电磁感应定律问题1:在如图的实验中,电流计指针偏转的原因是什么?提示:大线圈中有感应电流产生。问题2:在实验中,快速和慢速插入线圈,效果有什么相同和不同?提示:ΔΦ是相同的,但是不同的,插入线圈速度越快,越大,感应电流越大。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=。若闭合导体回路是一个匝数为n的线圈,则E=n。3.单位:在国际单位制中,

2、E的单位是伏特(V),Φ的单位是韦伯(Wb),t的单位是秒(s)。三、导线切割磁感线产生的感应电动势-16-/16高考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,E=BLv。2.不垂直切割:导线不垂直切割磁感线时,即v与B有一夹角α,如图乙所示。此时可将导线的速度v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解,则使导线切割磁感线的分速度为v⊥=vsinα,导线产生的感应电动势为E=BLv⊥=BLvsinα。关键能力·合作学习知识点一磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率的区别1.磁通量变化量ΔΦ的计算方法:(1)磁通量的变化是由面积变化

3、引起的,ΔΦ=B·ΔS。(2)磁通量的变化是由磁场变化引起的,ΔΦ=ΔB·S。(3)磁通量的变化是由面积和磁感应强度间的角度变化引起的,根据定义求ΔΦ=Φ2-Φ1。2.Φ、ΔΦ、的区别:物理量单位物理意义计算公式磁通量ΦWb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少Φ=B·S⊥磁通量的变化量ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少ΔΦ=Φ2-Φ1-16-/16高考磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢=在Φ-t图像中,如何理解Φ、ΔΦ和?提示:若Φ-t图线为倾斜直线,则Φ为纵坐标数值,ΔΦ为纵坐标的变化量,为直线的斜率。

4、【典例】一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°夹角,磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。在此过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是多少?磁通量的平均变化率是多少?【解题探究】(1)磁通量的变化量为ΔΦ=ΔBSsinθ。(2)磁通量的变化率为。【解析】磁通量的变化量为ΔΦ=ΔB·S·sin30°=(0.5-0.1)×20×10-4×0.5Wb=4×10-4Wb磁通量的平均变化率为=Wb/s=8×10-3Wb/s答案:4×10-4Wb8×10-3Wb/s-16-/16高考1.一个单匝线圈abcd,如图所示,放置

5、在一个限制在一定X围内分布的匀强磁场中,已知磁感应强度为0.1T,现使线圈绕ab轴以角速度ω=100πrad/s匀速转动。若由图示位置开始转动60°,则磁通量的变化量为(　　)A.1×10-3Wb　　　　　B.5×10-4WbC.0Wb　　D.1.5×10-3Wb【解析】选C。由磁通量公式Φ=BScosθ得当S垂直B时通过线圈的磁通量为:Φ=B·S当线圈转过60°角时,因Scos60°=S,所以此时有:Φ′=B×=BS磁通量的变化量:ΔΦ=Φ-Φ′=0。故选C。2.关于磁通量的概念,下列说法正确的是(　　)A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B.磁

6、感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率一定为零D.磁通量的变化不一定都是由于磁场强弱的变化产生的【解析】选D。当线圈与磁场平行时,磁通量为零,则磁感应强度越大,穿过闭合线圈的磁通量不一定越大,故A错误。根据磁通量公式Φ=BSsinθ,磁感应强度大的地方,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量不一定大,还与角度有关,故B错误。磁通量的变化率与磁通量的大小无关,所以穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零,故C错误。根据磁通量公式Φ=BSsinθ,磁通量的变化可能由B、S、θ的变化引起,所以D选项是正确的

7、,故选D。知识点二电磁感应定律的表达式-16-/16高考1.感应电动势E=n的两种基本形式:(1)当垂直于磁场方向的线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化时,ΔΦ=ΔB·S,则E=nS,其中叫磁感应强度B的变化率。(2)当磁感应强度B不变,垂直于磁场方向的线圈面积S发生变化时,ΔΦ=B·ΔS,则E=nB。2.E=n的意义:E=n求出的是Δt时间内的平均感应电动势。【典例】如图甲所示,单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连,线圈内有一垂直纸面向里的磁场,线圈中的磁通量变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　)A.0～0.1s内磁通量的变化量为0.15WbB.电压表

8、读数为0.5VC.B端比A端的电势高D