高中物理第一章电磁感应第四节法拉第电磁感应定律学案粤教版选修3_2

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1、第四节　法拉第电磁感应定律学习目标重点难点1．能记住什么是感应电动势；2．能记住法拉第电磁感应定律的内容，并能用它来解决有关问题；3．掌握公式E＝Blvsinθ的推导及意义．重点：关于感应电动势的计算．难点：关于感应电动势的计算．一、影响感应电动势大小的因素1．感应电动势：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相当于电源．在产生感应电流的电路中，即使电路不闭合，没有感应电流，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通量的变化快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示变化ΔΦ所用的时间．预习交流1如图所示，半

2、径为r的金属环绕通过过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在转过30°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？磁通量的变化率呢？答案：Bπr2　3Bωr2解析：磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BSsin30°－0＝Bπr2又t＝＝＝所以磁通量的变化率为＝＝3Bωr2二、法拉第电磁感应定律1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律．2．表达式：E＝n其中n为线圈的匝数3．电动势E的单位：伏特、符号：V预习交流2速度的变化率叫加速度，感应电动势的大小与磁

3、通量的变化率成正比．感应电动势与磁通量的关系、加速度与速度的关系能否进行类比？答案：可以进行类比．当磁通量大时，磁通量的变化量不一定大；磁通量的变化量大时，磁通量的变化率不一定大．三、感应电动势的另一种表述导体切割磁感线时的电动势：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若磁场、导体和运动速度两两垂直，产生的感应电动势的大小等于磁感应强度、切割磁感线的导体长度、导体切割磁感线的速度三者的乘积．数学表达式为E＝BLv．若运动速度v与导体的长度L之间的夹角为θ，则感应电动势的数学表达式为E＝BLvsinθ．预习交流3匀强磁场B中，有一长度为L的导体棒做切割磁感线运动，速度为

4、v（如图所示），求导体棒产生的感应电动势．答案：BLv在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、法拉第电磁感应定律1．在法拉第电磁感应定律中，感应电动势E＝k与E＝n相比，k与n的意义相同吗？请同学们交流探究，得出正确的结论．答案：意义不同．k是正比例常量，只要式中各物理量的单位之间满足特定的关系，即各量均使用国际单位制，就可使k＝1，等式就可以写成E＝的形式．这一点与牛顿第二定律F＝kma中的k类似．而n是线圈的匝数，穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，所以产生的感应电动势均为，由于n匝线圈间的关系是串联，所以n

5、匝线圈产生的总电动势应为E＝n．2．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，它跟磁通量与磁通量的变化量有关吗？磁通量、磁通量的变化量与磁通量的变化率间的关系是什么？答案：由E＝n可知，感应电动势的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无关，和加速度a与、v、Δv三者的关系相似．磁通量与时刻对应，磁通量的变化量是两个时刻穿过某个面的磁通量之差，即ΔΦ＝Φ2－Φ1．磁通量的变化量与时间（t2－t1）对应；磁通量的变化率是单位时间内磁通量的变化量，计算式是．它们三者之间的关系详见下表：物理量单位物理意义计算公式磁通量ΦWb表示某时刻

6、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3．如图是某同学设计的用来测量风速的装置，你能解释这个装置是怎样工作的吗？答案：风吹动叶轮转动，叶轮带动磁铁转动，使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电动势，风速越大，产生的感应电动势越大，通过交流电流表就能显示出来．下列说法中正确的是（　　）．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，产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁场越强的位置

7、，产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大答案：D解析：依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量无关、与磁通量的变化量无关、与匝数和磁通量的变化率成正比．因此，选项A、B都是错误的．磁场的强弱与感应电动势也无关，所以，选项C也是不正确的．线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越大，依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动势越大，故选项D是正确的．在高中阶段所涉及的磁通量发生变化有三种方式：一是磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，ΔS＝

8、S