内容正文:
电磁感应
第二章
第2节 法拉第电磁感应定律
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第二章 电磁感应
物理 选择性必修 第二册 R
课程内容要求 核心素养提炼
1.理解感应电动势的概念.
2.掌握法拉第电磁感应定律,能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.
3.能够运用E=Blv或E=Blvsin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势. 1.物理观念:借助感应电动势概念,体会物理观念的生成过程.
2.科学思维:通过感应电动势的两种计算方法,体会物理模型建立及物理方法在物理规律形成中的作用.
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物理 选择性必修 第二册 R
1.感应电动势
(1)电路中有感应电流,就一定有感应电动势;如果电路没有________,这时虽然没有感应电流,电动势依然存在.
(2)在____________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就相当于________.
一、电磁感应定律
闭合
电磁感应
电源
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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__________成正比.
(2)公式:E=______.
若闭合电路是一个匝数为n的线圈,则E=_______.
(3)在国际单位制中,感应电动势的单位是________.
变化率
伏特
eq \f(ΔΦ,Δt)
neq \f(ΔΦ,Δt)
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[判断]
(1)闭合电路中的磁通量变化量越大,感应电动势越大.( )
(2)穿过闭合电路的磁通量变化越快,闭合电路中产生的感应电动势就越大.( )
(3)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.( )
×
√
√
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1.导线垂直于磁场运动,B、l、v两两垂直时,如图甲所示,E=_______.
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,如图乙所示,E=_____________.
二、导线切割磁感线时的感应电动势
Blv
Blvsin θ
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[思考]
导体棒运动速度越大,产生的感应电动势越大吗?
提示 导体棒切割磁感线时,产生的感应电动势的大小与垂直磁感线的速度有关,而速度大,垂直磁感线方向的速度不一定大,所以导体棒运动速度越大,产生的感应电动势不一定越大.
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(1)如图所示,将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中,快速插入和缓慢插入磁通量的变化量ΔΦ相同吗?指针偏转角度相同吗?
(2)分别用一根磁铁和两根磁铁以同样速度快速插入,磁通量的变化量ΔΦ相同吗?指针偏转角度相同吗?
探究点一 对法拉第电磁感应定律的理解和应用
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提示 (1)磁通量变化量相同,但磁通量变化的快慢不同,快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大.
(2)用两根磁铁快速插入时磁通量变化量较大,磁通量变化率也较大,指针偏转角度较大.
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1.感应电动势的决定因素
(1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量变化率eq \f(ΔΦ,Δt)和匝数n,而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系.
(2)感应电动势E的大小与电路的电阻R也无关,但感应电流的大小与E及回路总电阻R都有关.
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2.感应电动势E=neq \f(ΔΦ,Δt)的两种基本形式
(1)当垂直于磁场方向的线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化时,ΔΦ=ΔB·S,则E=neq \f(ΔB,Δt)S,其中eq \f(ΔB,Δt)叫磁感应强度B的变化率.
(2)当磁感应强度B不变,垂直于磁场方向的线圈面积S发生变化时,ΔΦ=B·ΔS,则E=nBeq \f(ΔS,Δt).
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3.Φ、ΔΦ与eq \f(ΔΦ,Δt)三者之间的关系
物理量
单位
物理意义
计算公式
磁通量Φ
Wb
表示某时刻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ΔΦ
Wb
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eq \f(ΔΦ,Δt)
Wb/s