2018年-2019年学年高中物理选修3-2第4章4法拉第电磁感应定律

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1、4　法拉第电磁感应定律学习目标知识脉络1．了解感应电动势的概念．2．理解法拉第电磁感应定律，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、难点)3．能运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时的感应电动势．(重点)4．知道反电动势的定义和作用.[自主预习·探新知][知识梳理]一、电磁感应定律1．感应电动势(1)在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就相当于电源．(2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，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，但感应电动势依然存在．2．磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁

2、通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示发生磁通量变化所用的时间．3．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，感应电动势的单位是伏特．二、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图441甲所示，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411乙所示，E＝Blvsin_θ.甲　　乙图441三、反电动势1．定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线

3、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．如果要使线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供能量，此时，电能转化为其他形式的能．[基础自测]1．思考判断(1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大．(×)(2)感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断．(√)(3)穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大．(×)(4)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大．(×)(5)电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没有了反电动势，线圈中的电流就会很大，很容易烧毁电动机．(√)2．如图442所示，在磁感应强度

4、为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增大为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为(　　)A．c→a,2∶1　B．a→c,2∶1C．a→c,1∶2D．c→a,1∶2图442【解析】　由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为a→c，由E＝Blv知E1＝Blv，E2＝2Blv，则E1∶E2＝1∶2，故选项C正确．【答案】　C3．如图443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

5、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(　　)【导学号：57272028】A.　　　B.C.D.图443【解析】　根据法拉第电磁感应定律解题．线圈中产生的感应电动势E＝n＝n··S＝n··＝，选项B正确．【答案】　B[合作探究·攻重难]对法拉第电磁感应定律的理解1．理解公式E＝n(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，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和回路总电阻R有关．(2)磁通量的变化率，是Φt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

6、势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值．感应电流的方向，可以用楞次定律去判定．(4)磁通量发生变化有三种方式①B不变，S变化，则＝B·；②B改变，S不变，则＝·S；③B、S变化，则＝.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I＝＝，通过电路中导体横截面的电荷量Q＝IΔt＝n.[注意]　对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来说，穿过一匝线圈和穿过n匝线圈是一样的，而感应电动势则不一样，感应电动势与匝数成正比．　(多选)如图444甲所示线圈的匝数n＝100，横截面积S＝50cm2，线圈总电阻r＝10Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁

7、感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1s内(　　)图444A．磁通量的变化量为0.25WbB．磁通量的变化率为2.5×10－2Wb/sC．a、b间电压为零D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25A【解析】　通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2＝B2S为正，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入数据即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A错误；磁通量的变化率＝Wb/s＝2.