2.2 法拉第电磁感应定律（课时一：公式理解、三种切割、平均瞬时感应电动势） 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2.2 法拉第电磁感应定律 一、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叫作 ，产生感应电动势的那部分导体相当于 ． 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 的变化率成 ． (2)公式：E＝ ，其中n为线圈的 ． (3)在国际单位制中，磁通量的单位是 (Wb)，感应电动势的单位是伏(V)． 二、导体棒平动切割磁感线时的感应电动势 1．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，E＝ . 2．导线的运动方向v与导线l本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，E＝ . 3．若导线是弯折的，或l与v不垂直时，E＝Blv中的l应为 ，即有效切割长度． 甲： 乙： 丙：以v1切割： 以v2切割： 三、线圈切割磁感线时的感应电动势 矩形线圈abcd在匀强磁场B中绕轴OO’以角速度ω匀速转动，ad长为l1，ab长为l2，则线圈转动到图示位置时的感应电动势： 四、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势 导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，则AC在切割磁感线时产生的感应电动势： 5、 平均感应电动势和瞬时感应电动势 公式法： 图像法： 考点一：法拉第电磁感应定律的理解和公式 【例1】关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 (　　) A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C.线圈放在磁感应强度越大的地方，产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 【例2】如图甲所示，10匝的线圈两端M、N与一个理想电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生的感生电场沿顺时针方向 B．电压表的正接线柱接线圈的N端 C．线圈中磁通量的变化率为 D．电表的读数为 【例3】面积S=4×10-2 m2、匝数n=100的线圈放在匀强磁场中，且磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列判断正确的是(　　) A.在开始的2 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s内，穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s内，线圈中产生的感应电动势等于0.08 V D.在第3 s末，线圈中的感应电动势等于零 【例4】(多选)粗细相同且由同种材料制成的A、B两线圈分别按图甲、乙两种方式放入匀强磁场中，甲、乙两图中的磁场方向均垂直于线圈平面，A、B线圈的匝数之比为2∶1，半径之比为2∶3。当两图中的磁场都随时间均匀变化时 (　　) A.甲图中，A、B两线圈中电动势之比为2∶3 B.甲图中，A、B两线圈中电流之比为3∶2 C.乙图中，A、B两线圈中电动势之比为8∶9 D.乙图中，A、B两线圈中电流之比为2∶3 【例5】穿过闭合回路的磁通量随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的说法，正确的是（　　） A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图丙中回路在时间内产生的感应电动势小于时间内产生的感应电动势 D．图丁回路产生的感应电动势先变小再变大 考点二：平均感应电动势和瞬时感应电动势 【例6】(多选)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面向下。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　 　) A．感应电动势最大值E＝2Bav B．感应电动势最大值E＝Bav C．感应电动势的平均值E (__)＝Bav D．感应电动势的平均值E (__)＝πBav 考点三：导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势 【例7】国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过、该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为4.7×10-5T，该机水平飞过天安门时的速度为2.3×102m/s，设南面机翼翼端电势为，北面机翼翼端电势为，两