2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第1章 第4节　法拉第电磁感应定律 (3份打包)

第四节　法拉第电磁感应定律 [学习目标]　1.理解感应电动势，知道感应电动势与感应电流的区别与联系.2.理解电磁感应定律的内容和数学表达式．(重点)3.理解导体垂直切割磁感线时感应电动势的数学表达式及其与一般表达式的区别.4.会用电磁感应定律解决有关问题．(重点、难点) 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作感应电动势．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．探究影响感应电动势大小的因素 (1)猜想依据 感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化． (2)猜想与假设 ①可能与磁通量的变化有关； ②可能与完成一定的磁通量变化所用的时间有关． (3)制订计划与设计实验 ①方法：控制变量法． ②程序：先控制时间不变，探究穿过回路的磁通量变化时，感应电动势的大小如何变化；再控制…，探究… ③器材：灵敏电流计、螺线管、条形磁铁(2根)、导线若干． (4)信息收集与归纳 ①实验条件控制 通过改变所用条形磁铁的个数，改变螺线管中磁通量的变化量ΔΦ. 通过改变条形磁铁插入或拔出螺线管的快慢，改变螺线管中磁通量变化所用的时间Δt. ②影响感应电动势的因素 实验表明：感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢，即磁通量的变化率有关，用表示． 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． 2．公式 E＝n，n为线圈匝数，ΔΦ是磁通量的变化量． 3．单位 ΔΦ的单位是韦伯，Δt的单位是秒，E的单位是伏特． 4．电磁感应现象的本质 在电磁感应现象里，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流，是否产生感应电动势才是电磁感应现象的本质． 三、导体棒切割磁感线时的感应电动势 1．磁场方向、导体棒与导体棒的运动方向三者两两相互垂直时，E＝BLv. 2.如图所示，导体棒与磁场方向垂直，导体棒的运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向夹角为θ时，E＝BLvsin_θ. 3．单位关系 1 V＝1 T·1 m·1 m/s. 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流. (×) (2)磁通量越大，磁通量的变化量也越大．(×) (3)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大．(×) (4)闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大. (√) 2．闭合电路中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比 (　　) A．磁通量 B．磁感应强度 C．磁通量的变化率 D．磁通量的变化量 C　[根据法拉第电磁感应定律表达式E＝n知，闭合电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，而与磁通量Φ、磁感应强度B、磁通量的变化量ΔΦ无关，所以选项A、B、D错误，选项C正确．] 3．如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是(　　) 甲　　　乙　　　丙　　　丁 A．只有乙和丁　　　　 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙 B　[题图甲中v、L、B两两垂直，则金属导体产生的感应电动势E甲＝BLv.题图乙中金属导体的有效长度为L，产生的感应电动势E乙＝BLv.题图丙中金属导体有效长度为Lsin θ，产生的感应电动势E丙＝BLvsin θ.题图丁中金属导体的有效长度为L，产生的感应电动势E丁＝BLv.] 影响感应电动势大小的因素 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．在Φ­t图象中，磁通量的变化率是图象上某点切线的斜率． 3．感应电动势与感应电流的比较 比较项目 感应电动势E 感应电流I 定义 在电磁感应现象中产生的电动势 在电磁感应现象中产生的电流 产生条件 磁通量发生变化，与电路是否闭合无关 电路闭合，磁通量发生变化 大小决 定因素 闭合电路内磁通量变化的快慢，与外电路无关 感应电动势与电路的具体组成 因果关系 感应电动势是原因和本质，感应电流是结果和现象 数学关系 遵循闭合电路欧姆定律，即I＝ 【例1】　(多选)关于感应电流和感应电动势的关系，下列叙述中正确的是(　　) A．电路中有感应电流，一定有感应电动势 B．电路中有感应电动势，不一定有感应电流 C．两个不同电路中，感应电动势大的其感应电流也大 D．两个不同电路中，感应电流大的其感应电动势也大 AB　[有感应电流则磁通量一定变化，因此一定有感应电动势，选项A正确；电路中有感应电动势，若电路不闭合，则无感应电流，故B项正确；两个不同电路，总阻值不一定相等