第二章2 法拉第电磁感应定律-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套教参（人教版，多选）

2　法拉第电磁感应定律 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.理解法拉第电磁感应定律的内容。 2.能够运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。 3.能够分析和计算部分导体切割磁感线产生的电动势。 4.知道导线切割磁感线，通过克服安培力做功把其他形式的能转化为电能。 1.核心素养 由法拉第电磁感应定律推导部分导体切割磁感线产生的电动势的表达式。 2.关键能力 分析推理能力。 授课提示：对应学生用书第47页 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特。 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。 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＝Blv_sin_θ。 自主评价———————————————————— 1．判断正误 (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．下列关于电磁感应现象的说法正确的是(　　) A．穿过闭合电路的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大 B．穿过闭合电路的磁通量为零时，感应电动势不一定为零 C．穿过闭合电路的磁通量变化越大，闭合电路中的感应电动势越大 D．只要穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流 解析：感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量大小、磁通量变化的多少无关，A、C错误，B正确；闭合电路中的磁通量有变化才有感应电流，D错误。 答案：B 3．如果闭合电路中的感应电动势很大，说明(　　) A．穿过闭合电路的磁通量很大 B．穿过闭合电路的磁通量变化很大 C．穿过闭合电路的磁通量变化很快 D．穿过闭合电路的磁通量变化很慢 解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势大小和磁通量变化率成正比，磁通量的变化率，反映的是磁通量变化的快慢，故选项A、B错误；感应电动势越大，磁通量变化率就越大，对应的磁通量变化就越快，故选项C正确，D错误。 答案：C 授课提示：对应学生用书第48页 　对法拉第电磁感应定律的理解和应用 　如图所示，在将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中： (1)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)分别用一根磁体和两根磁体以同样的速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？ 提示：(1)磁通量变化量ΔΦ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)用两根磁体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。 1．Φ、ΔΦ和的比较 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＝ ＝ 注意事项 当有相反方向的磁感线穿过时，应考虑相互抵消 计算时注意磁通量的正、负值 在Φ­t图像中，可用图线的斜率表示 2.对公式E＝n的理解 (1)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然关系，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与E和回路总电阻R有关。 (2)用公式E＝n所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体两端的电动势。 (3)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，至于感应电流的方向，可用楞次定律判定。 1．Φ、ΔΦ、均与线圈匝数无关。 2．Φ、ΔΦ、三者的大小之间没有直接关系，Φ很大，ΔΦ、可能很小，也可能很大；Φ＝0，可能不为零。　 　如图甲所示，一个圆形线圈匝数n＝1 000匝、面积S＝2×10-2 m2、电阻r＝1 Ω。在线圈外接一阻值为R＝4 Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁场的磁感应强度B