第01章 第2节 感应电动势与电磁感应定律-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-2）

第2节　感应电动势与电磁感应定律 学习目标 核心提炼 1.知道感应电动势的概念。 1个概念——感应电动势[来源:学科网][来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com] 2个公式——E＝n和E＝Blvsin θ[来源:Z#xx#k.Com] 2个应用——会用E＝n和E＝Blvsin θ解决问题[来源:学.科.网Z.X.X.K] 2.掌握法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。 3.掌握导体切割磁感线产生的电动势E＝Blvsin θ的推导及意义，能够用此关系式解答有关问题。 一、感应电动势 　阅读教材第9～10页，明确感应电动势的概念及特点。 1.定义：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部分导体相当于电源。 2.感应电动势和感应电流的关系 (1)产生电磁感应现象时，闭合电路中有感应电流，有感应电动势；电路断开时，没有感应电流，有感应电动势。 (2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成无关(填“有关”或“无关”)，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。 二、电磁感应定律 　阅读教材第10～12页，了解法拉第电磁感应定律的内容及公式，会从E＝n推导出E＝Blv。 1.探究影响感应电动势大小的因素 如图1所示，用不同速度移动滑动变阻器的滑片，快速移动滑片时，电流表指针摆动幅度大，缓慢移动滑片时电流表指针摆动幅度小(填“大”或“小”)。 图1 快速地移动滑动变阻器的滑片时，穿过线圈B的磁通量变化快，缓慢地移动滑片时，穿过B的磁通量变化慢(填“快”或“慢”)。 这说明电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。 2.内容：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。 3.公式：E＝n n为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量，是磁通量的变化率。 4.单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是伏特(V)。 5.导体切割磁感线时的感应电动势 如图2所示电路中，闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab切割磁感线的有效长度为l，以速度v匀速切割磁感线。 图2 (1)在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，线框面积的变化量是ΔS＝lvΔt。 (2)穿过闭合电路磁通量的变化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt。 (3)感应电动势的大小E＝＝Blv。 ①当磁场方向、导体方向、导体运动方向三者两两垂直时，导体所产生的感应电动势E＝Blv。②若导体与磁场方向垂直，导体运动方向与导体本身垂直，但与磁场方向的夹角为θ时，如图3所示，则求导体运动所产生的感应电动势时，应将速度v进行分解，利用速度垂直磁场的分量来进行计算，其数值为E＝Blv1＝Blvsin__θ。 图3 思考判断 (1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。(×) (2)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。(×) (3)线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。 (×) (4)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。(√) 思维拓展 　如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是________。 答案　甲、乙、丁 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 　法拉第电磁感应定律的理解与应用 [要点归纳]　 1.对感应电动势的理解 (1)感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系，和电路的电阻R无关。 (2)磁通量的变化常由B的变化或S的变化引起。 ①当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝nS。 ②当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB。 (3)E＝n的值才等于瞬时感应电动势。 计算的是Δt时间内平均感应电动势，其中n为线圈匝数，ΔΦ取绝对值。当Δt→0时，E＝n 2.在Φ－t图象中，磁通量的变化率是图象上某点切线的斜率。 [精典示例] [例1] 关于感应电动势的大小，下列说法正确的是(　　) A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大 B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大 C.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 D.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 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最大，E最大，故选项D正确。 减小，E减小；t2时刻，Φ＝0，但可能减小。如图所示，t1时刻，Φ最大，但E＝0；0～t1时间内Φ增大，但成正比，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