13.3.1电磁感应现象及应用 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

题目 电磁感应现象及应用 课型 新授课 主备人 学习目标 1.知道什么叫感应电动势，理解磁通量的变化率，区别Φ、ΔΦ、的含义。 2．理解法拉第电磁感应定律，会用E＝n和E＝Blvsinθ解决有关问题。 基础知识 一、感应电动势 1．概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。 2．产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 3．方向判断：感应电动势的方向用楞次定律判断。 二、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。 2．公式：E＝ ，其中n为线圈匝数。 3．感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝ 。 4．对法拉第电磁感应定律E＝n的理解 研究 对象 E＝n的研究对象是一个回路，求得的电动势是整个回路的感应电动势 物理 意义 E＝n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某段导体的感应电动势。整个回路的感应电动势为零，而回路中某段导体的感应电动势不一定为零 公式的 2种变 形应用 ①E＝nS： ②E＝nB： 瞬时值与平均值 E＝n求的是Δt时间内的平均感应电动势； 当Δt→0时，E为瞬时感应电动势； 只有在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 三、导体棒切割磁感线时产生的感应电动势 1．平动切割磁感线 (1)导体棒垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝ 求出。 (2)对E＝Blv公式的理解 ①l是指导体的 长度 ②公式中的v应理解为导体和磁场间的相对速度，当导体不动而磁场运动时，也有感应电动势产生。 ③当v与l或v与B的夹角为θ时：E＝ 当B、l、v三个量的方向相互垂直时，θ＝90°，感应电动势最大； 当任意两个量的方向相互平行时，θ＝0°，感应电动势为 。 2．转动切割磁感线 导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生的感应电动势E＝Blv＝Bl2ω(平均速度等于导体棒中点位置的线速度lω)。 (1)在电磁感应现象中有电流产生，则电路中一定有电源。( ) (2)在电源内部电流方向从电源负极流向电源的正极。( ) (3)在电磁感应现象中，有感应电动势就一定有感应电流。( ) (4)磁通量越大，磁通量的变化量越大，磁通量的变化率就越大。( ) (5)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。( ) (6)导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势就越大。( ) (7)穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势就越大。( ) 课堂拓展 1．如图所示，一个圆形线圈的匝数为n，半径为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( ) A. B. C. D. 2．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①～④所示，下列说法正确的是( ) A．图①有感应电动势，且大小恒定不变 B．图②产生的感应电动势一直在变大 C．图③在0～t1时间内的感应电动势是t1～t2时间内产生的感应电动势的2倍 D．图④中，回路产生的感应电动势先变大后变小 3．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与“”形导线框cdef相连。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是( ) A．在t1时刻，导线框内的感应电流最大 B．在t1～t2时间内，导线框内感应电流的方向为cdefc C．在t1～t2时间内，导线框内感应电流变小 D．在t1～t2和t2～t3时间内，导线框内感应电流的方向相反 随堂检测 1.一根弯成直角的导线放在B＝0.4 T 的匀强磁场中，如图所示，ab＝30 cm，bc＝40 cm，当导线以5 m/s的速度做切割磁感线运动时，产生的感应电动势的最大值为( ) A．1.4 B．1.0 V C．0.8 V D．0.6 V 2．(多选)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为L的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向左运动，当回路运动到关于OO′对称的位置时( ) A．穿过回路的磁通量不为零 B．回路中感应电动势大小为2BLv0 C．回路中感应电流的方向为逆时针方向 D．回路中ab