第3章 2 法拉第电磁感应定律-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

二、法拉第电磁感应定律 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道什么是感应电动势． 2．掌握磁通量、磁通量变化量和磁通量变化率的区别．(重点、难点) 3．理解法拉第电磁感应定律．(重点) 4．学会用法拉第电磁感应定律分析与解决一些简单的问题．(重点、难点) 一、感应电动势 1．概念 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．产生条件 只要穿过回路的磁通量发生变化，在回路中就产生感应电动势． 3．探究影响感应电动势大小的因素 实验1：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，如图所示，改变导体AB的切割速度，观察电流计示数大小． 现象分析：导体AB切割速度越快，电流计示数越大，说明感应电动势越大；切割速度越慢，电流计示数越小，则感应电动势越小． 实验2：磁铁在线圈中运动，如图所示，以不同的速度将条形磁铁插入或拔出线圈时，比较电流计示数大小． 现象分析：磁铁插入或拔出的速度越快，电流计的示数越大，产生的感应电动势越大；反之，速度越慢，电流计的示数越小，感应电动势越小． 我们从磁通量的变化来看，上面实验由于磁通量都发生变化，均发生电磁感应现象．从实验现象分析可知：无论以何种方式改变磁通量，只要磁通量变化得越快，产生的感应电动势就越大，即感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关． 4．磁通量的变化率 磁通量变化量跟发生这个变化所用时间的比值． 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＝，若为n匝线圈，则产生的电动势为E＝n． 3．在电磁感应现象中产生了感应电流，一定有其他能向电能转化，在转化的过程中遵守能量守恒定律． 1．思考判断 (1)电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势． (√) (2)只要穿过回路的磁通量发生改变，回路中就有感应电动势产生． (√) (3)线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大． (×) (4)线圈中磁通量的变化量越大，产生的感应电动势一定越大． (×) (5)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大． (√) (6)线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大． (×) 2．感应电动势产生的条件是(　　) A．导体必须做切割磁感线的运动 B．导体回路必须闭合，且回路所包围面积内的磁通量发生变化 C．无论导体回路是否闭合，只要它包围面积内的磁通量发生变化 D．导体回路不闭合 C　[产生感应电动势的条件是回路中的磁通量发生变化，与回路闭合与否无关，故C选项正确，B、D选项错误；磁通量变化的方式很多，不一定是导体切割磁感线，故选项A错误．] 3．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路．以下关于电流表指针偏转情况的陈述中正确的是(　　) A．磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大 B．磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同 C．磁铁放在螺线管中不动时螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大 D．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减少，所以电流表指针偏转一定减小 A　[电流表的指针的偏转角度是由螺线管产生的感应电动势的大小决定，而感应电动势的大小取决于磁通量的变化率，所以选项A正确．] Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别 物理量 磁通量Φ 磁通量变化量ΔΦ 磁通量变化率 单位 Wb Wb Wb/s或V 物理 意义 某时刻穿过某个面的磁感线条数 穿过某个面的磁通量的变化量 穿过某个面的磁通量变化的快慢 大小 计算 Φ＝BS⊥，S⊥为在垂直B方向上S的投影面积 ΔΦ＝|Φ2－Φ1| ΔΦ＝B·ΔS⊥ ΔΦ＝ΔB·S⊥ ＝B· 或＝S⊥· 【例1】　一磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向里，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，将abcd绕ad边转180°，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(　　) A．0　　 B．2BS　　　C．BS　　　D．BS 思路点拨：磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以确定好初、末状态的磁通量是正确解题的关键． B　[开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS，后来线圈翻转，穿过线圈的磁通量变为Φ2＝－BS，所以ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.故选B.] [注意事项]　 磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值． ［跟进训练］ 1．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量有(　　) A．0 B．2BS C．2BScos θ D．2BSsin θ C　[开始时穿过线