第2章 第2节 法拉第电磁感应定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第二节　法拉第电磁感应定律 　　　　 第二章　电磁感应 核心素养目标 物理观念 知道感应电动势的概念，理解法拉第电磁感应定律。 科学思维 应用法拉第电磁感应定律解答有关问题。 科学探究 通过探究影响感应电动势大小的因素的过程，知道控制变量法是科学探究的常用方法。 科学态度 与责任 通过法拉第电磁感应定律的发现过程，培养学生的学习兴趣和科学探究意识。 知识点二　导体切割磁感线时的感应电动势 知识点一　电磁感应定律 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 知识点一　电磁感应定律 索引 如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈中： (1)将同一磁体分别快速插入和缓慢插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ相同吗？磁通量的变化率 相同吗？指针偏转角度相同吗？指针偏转角度的大小原因是什么？ 提示：磁通量的变化量相同，磁通量的变化率 不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度较大，原因是磁体快速插入时线圈中产生的感应电动势较大、感应电流较大。 情境导学 (2)分别用一根磁体和两根磁体(两个N极在同一端)以同样速度快速插入线圈的过程中，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？磁通量的变化率 相同吗？指针偏转角度相同吗？其原因是什么？ 提示：用两根磁体快速插入时磁通量变化量较大，磁通量的变化率也较大，指针偏转角度较大，原因是两根磁体快速插入时线圈中产生的感应电动势较大、感应电流较大。 (3)通过上述原因分析，你会得到什么结论？ 提示：感应电动势的大小与磁通量的变化率有关。 1．感应电动势 (1)定义：在__________现象中产生的电动势。 (2)电源：产生感应电动势的那部分______相当于电源。 (3)产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，与电路是否闭合______。 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，后人称之为法拉第电磁感应定律。 (2)表达式： ①E＝___(单匝线圈)； ②E＝_____(n匝线圈)。 基础梳理 电磁感应 导体 无关 变化率 1．在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。( ) 2．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。( ) 3．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。( ) 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。( ) 判断正误 × × × √ 1．Φ、ΔΦ与 的比较 核心归纳 — 磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率 物理 意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 在某一过程中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 ΔΦ＝ ＝ — 磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率 注意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝BS计算。应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量 开始和转过180°时平面都与磁场垂直，则穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是0 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少。在Φ -t图像中，可用图线的斜率表示 2．对公式E＝n 的理解 (1)感应电动势的大小由匝数n和穿过电路的磁通量的变化率 共同决定，与Φ、ΔΦ的大小无必然关系，与电路的电阻R无关。 (2)公式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，至于感应电动势的方向，可以用楞次定律或者右手定则判定。 一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为 A． B．1 C．2 D．4 例1 √ 方法技巧 针对练1．(2022·江苏高考)如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0＋kt，B0、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为 A．πkr2 B．πkR2 C．πB0r2 D．πB0R2 √ 针对练2．通过某单匝闭合线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是 A．0～0.3 s内线圈中的感应电动势在均匀增加 B．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 V C．第0.9 s末线圈中的瞬时感应电动势比第0.2 s末的小 D．第0.2 s末和第0.4 s末的瞬时感应电动势的方向相同 √ 针对练3．如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1 000匝