第2章 第2节 法拉第电磁感应定律(Word教师用书)-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

第2节　法拉第电磁感应定律 [学习目标] 1.了解感应电动势的概念(物理观念).2.理解法拉第电磁感应定律，运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小(科学思维).3.知道E＝n与E＝Blvsin θ的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系(科学态度与责任).4.能运用E＝Blv或E＝Blvsin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势(科学思维)． 知识点一　电磁感应定律 1．感应电动势 (1)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就相当于电源. (2)在电磁感应现象中，若闭合导体回路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在． 2．磁通量的变化率 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示发生磁通量变化所用的时间． 3．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)公式：E＝. 若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n. (3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏. 知识点二　导线切割磁感线时的感应电动势 1．导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv，B、l、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s)． 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＝Blv2＝Blvsin_θ. 3．动生电动势：如果感应电动势是由于导体运动而产生的，那么它也叫作动生电动势． 1．判断下列说法的正误． (1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大．(×) (2)感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断．(√) (3)穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大．(×) (4)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大．(×) 2．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是(　　) A．穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大 B．穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零 C．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零 D．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零 答案　D 解析　磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，选项A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合电路的磁通量一定改变，一定有感应电动势，选项C错误，D正确. 考点一　对电磁感应定律的理解 【例题1】 如图甲所示，螺线管匝数n＝1 000匝，横截面积S＝10 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的B－t图像如图乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　) 　　 A．通过电阻R的电流方向不变 B．感应电流的大小保持不变 C．电阻R两端的电压为6 V D．C点的电势一直保持4.8 V不变 思维导引：(1)由楞次定律判断感应电流的方向，从而确定通过电阻R的电流方向；(2)由电流方向结合A点接地，可确定C点电势的大小及正负；(3)由E＝n确定感应电动势，由闭合电路的欧姆定律求电流． 答案　B 解析　由楞次定律可知，0～1 s内，电流从C→R→A,1～2 s内，电流从A→R→C，选项A错误；由题图可知，＝6 T/s、大小不变，由法拉第电磁感应定律，可知感应电动势E＝n＝1 000×6×10×10－4 V＝6 V不变，所以感应电流的大小I＝＝ A＝1.2 A不变，选项B正确；由闭合电路的欧姆定律，可知电阻R两端的电压为U＝IR＝1.2×4 V＝4.8 V，选项C错误；由于A点接地，所以C点的电势为±4.8 V，选项D错误． 1．对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来说，穿过一匝线圈和穿过n匝线圈是一样的，而感应电动势则不一样，感应电动势与匝数成正比． 2．E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值．感应电流的方向可以用楞次定律去判定． 3．公式E＝n说明感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系，也与电路的电阻R无关；感应电流的大小与感应电动势E和回路总电阻R总有关． 4．磁通量的变化率，是Φ－t图像上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向． 5．磁通量发生变化有三种方式 (1)B不变，S变化，则＝B·； (2)B改变，S不变，则＝·S； (3)B、S变化，则＝. 【变式1】 穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中①～④所示，下列关于该回路中的感应电动势的论述，正确的是(　　) 　　　 A．图①中，回路中产生的感应电动势恒定不变 B．图②中，回路中产生的感应电动势一直在变大 C．图③中，回路中在0～t1时间内产生