第2章 第2、3节 法拉第电磁感应定律 电磁感应规律的应用（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

第二、三节　法拉第电磁感应定律 电磁感应规律的应用 核心素养导学 物理观念 (1)理解感应电动势的概念。 (2)理解法拉第电磁感应定律的内涵。 科学思维 (1)知道E＝和E＝BLvsin θ的内在联系。 (2)经历推理得出E＝BLvsin θ的过程，体会矢量分解的方法。 (3)会用法拉第电磁感应定律求解相关问题。 科学探究 探究影响感应电动势大小的因素。 科学态度与责任 (1)了解超速“电子眼”、法拉第发电机、航母阻拦技术的工作原理，体会科学家的不断创造推动了社会的进步。 (2)有较强的动手做实验的兴趣，能体会法拉第电磁感应定律等物理定律之美。 一、影响感应电动势大小的因素　法拉第电磁感应定律 1．感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 2．感应电动势与感应电流的关系 (1)闭合电路中有感应电动势就有感应电流。 (2)电路不闭合，则没有感应电流，但仍有感应电动势。 3．影响感应电动势大小的因素 (1)实验装置 (2)实验记录 所用条形磁铁的数目 条形磁铁插入或拔出的方式 螺线管中磁通量变化的大小ΔΦ 电流表指针的偏转角度 感应电动势E的大小 1根 快速 较小 较小 较小 2根 快速 较大 较大 较大 2根 慢速 较大 较小 较小 (3)实验结论 ①Δt相同时，ΔΦ越大，感应电动势E越大。 ②ΔΦ相同时，Δt越小，感应电动势E越大。 ③感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。 4．法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。 (2)表达式：E＝(单匝线圈)，E＝n(n匝线圈)。 (1)正确区别Φ、ΔΦ、，其中为磁通量变化率。 (2)有感应电动势，不一定有感应电流。　　 二、导线切割磁感线时的感应电动势 1．垂直切割 Δt时间内闭合电路的磁通量的变化量 ΔΦ＝BΔS＝BLvΔt 根据法拉第电磁感应定律，E＝，由此求得感应电动势：E＝BLv。 2．不垂直切割 如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ(如图)，速度v可以分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1＝vsin θ和平行于磁感线的分量v2＝vcos θ，只有v1切割磁感线，产生的电动势为E＝BLv1＝BLvsin_θ。 3．感应电动势方向的判定 切割磁感线的导线等效为一个电源。在电源内部，电流是由负极流向正极，因此，可以通过右手定则判断导线的电流方向，进而可知导线两端感应电动势的高低。 (1)当L⊥B，v⊥B时，E＝BLv。 (2)当L不垂直于B或导体弯曲时，应确定导体切割磁感线的有效长度。　　 三、电磁感应规律的应用 1．超速“电子眼”　2.法拉第发电机　3.航母阻拦技术,1.如图所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和缓慢插入有什么相同和不同？ 提示：线圈中的磁通量变化相同，但磁通量变化快慢不同。快速插入时电流表指针偏转角度较大。 2．如图，产生感应电动势的线圈相当于直流电路中的电池。判断下列说法的正误。 (1)电路中有感应电动势，一定产生感应电流。(×) (2)穿过某回路的磁通量越大，产生的感应电动势就越大。(×) (3)闭合电路垂直放在强磁场中，感应电动势可能为0。(√) 3．导体棒长度为l，从中间弯成90°后，以速度v运动时，如图所示，产生的感应电动势多大？ 提示：E＝Blv。 4．结合实际应用，判断下列说法的正误： (1)汽车通过“电子眼”处的速度越大，线圈中的电流越大，汽车通过两线圈间的时间越短。(√) (2)法拉第圆盘发电机转动时，圆盘中心的电势高于圆盘边缘的电势。(×) (3)飞机着舰的速度越大，其后拖着的金属棒产生的阻力也越大。(√) 新知学习(一) [任务驱动] 如图所示，我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。 (1)在实验中，电流表指针偏转的原因是什么？ (2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 提示：(1)插入磁铁时，线圈中的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流。 (2)感应电动势越大，感应电流越大，电流表指针偏转程度越大。　　　　 [重点释解] 1．对法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 (2)磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 (3)公式E＝n求解的是一个回路中某时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝BΔS，则E＝n。 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS，则E＝n，S为线圈在磁场范围内的有效面积。 (3)磁通量的变化