第04章 第3课时 法拉第电磁感应定律-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版选修3-2）浙江专用

第3课时　法拉第电磁感应定律 [研究选考·把握考情] 知识内容[来源:学&科&网][来源:学科网ZXXK][来源:学科网] 法拉第电磁感应定律[来源:学科网ZXXK][来源:Z。xx。k.Com] 考试要求[来源:Zxxk.Com][来源:学.科.网Z.X.X.K] 加试d 教学要求 1.了解感应电动势，知道产生感应电动势的那部分导体相当于电源 2.知道感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关 3.理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，能区别磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率 4.理解法拉第电磁感应定律，掌握表达式 5.知道导体垂直切割磁感线时产生的感应电动势的表达式，并能进行简单的计算。 6.会用法拉第电磁感应定律解决简单的实际问题 7.了解反电动势的概念，知道电动机由于机械故障停转时烧毁的原因 说明 1.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l、B、v三者垂直的情形 2.不要求计算涉及反电动势的问题 知识点一　电磁感应定律 [基 础 梳 理] 1.感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势，叫感应电动势。产生感应电动势的那一部分导体相当于电源，导体本身的电阻相当于电源内阻。当电路断开时，无感应电流，但有感应电动势。 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＝(n匝线圈)。(单匝线圈)，E＝n [要 点 精 讲] 要点1　法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势E＝n成正比，与Φ、ΔΦ的大小无关。 ，E只与 (2)下列是两种常见的产生感应电动势的情况，其中线圈的匝数为n。 ①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化： E＝n为B－t图象的斜率) ·S( ②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化： E＝nB·。 (3)用E＝n所求的一般为平均感应电动势，且所求的感应电动势为整个回路的感应电动势。 【例1】 有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下)，并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈，下列说法正确的是(　　) A.当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 B.列车的速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C.列车运行时，线圈中会产生感应电流 D.线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关 解析　列车运动时安装在每节车厢底部的磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化，列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车的速度有关，由以上分析可知，选项A、B、C正确，D错误。 答案　ABC 名师点睛　磁通量的变化率ΔΦ/Δt决定感应电动势的大小，磁通量Φ最大，感应电动势不一定最大；磁通量为零，感应电动势不一定为零。 【跟踪训练1】 关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是(　　) A.穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大 B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大 C.穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大 D.穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0 解析　根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，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系。当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0。当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大。所以只有选项C正确。 答案　C 要点2　法拉第电磁感应定律的应用 (1)可能最大。 可能很小，也可能很大；Φ＝0时，与Φ、ΔΦ没有直接关系，Φ很大时， (2)与线圈匝数无关，但感应电动势与匝数有关。 (3)S中的S是指磁场区域的有效面积。 ＝ 【例2】 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图1所示，则(　　) 图1 A.线圈中0时刻的感应电动势最大 B.线圈中t1时刻的感应电动势最大 C.线圈中0至t1时间内平均感应电动势为0.4 V D.线圈中t1至t2时间内感应电动势逐渐减小 解析　单匝线圈产生的感应电动势取决于磁通量的变化率，而磁通量的变化率在Φ－t图象中实际上是图线上各点切线的斜率，0时刻斜率最大，t1时刻斜率最小，因此0时刻的感应电动势最大，而t1时刻的感应电动势为0。从0到t1时刻，所用时间为0.005 s，磁通量改变了2×10－3 Wb，则磁通量的变化率为0.4 Wb/s，因此感应电动势为0.4 V。从t1至t2时间内，图线的斜率逐渐增大，所以感应电动势也逐渐增大。故正确选项为A、C。 答案　AC 名师点睛　在Φ－t图象中，某时刻的感应电动势的大小，取决于该时刻图线上该点切线