内容正文:
第一章 电磁感应
第四节 法拉第电磁感应定律
学 习 目 标 重 点 难 点
1.知道决定感应电动势大小的因素.
2.理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式.
3.会用法拉第电磁感应定律计算感应电动势. 重点 1.探究影响感应电动势大小的因素.
2.法拉第电磁感应定律的理解及应用.
难点 1.引导学生去探究影响感应电动势大小的因素.
2. Φ、ΔΦ、 的物理意义及区别.
eq \f(ΔΦ,Δt)
知识点一 法拉第电磁感应定律
提炼知识
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相当于电源.
(2)感应电动势是形成感应电流的必要条件,有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势.
(3)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成无关,感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质.
2.磁通量的变化率.
(1)定义:磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间
的比值,用________表示.
(2)物理意义:表示磁通量变化的快慢.
eq \f(ΔΦ,Δt)
3.法拉第电磁感应定律.
(1)内容: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=neq \f(ΔΦ,Δt).
n为线圈匝数,ΔΦ是磁通量的变化量,eq \f(ΔΦ,Δt)是磁通量的变化率.
判断正误
(1)在闭合电路中,有感应电流就一定有感应电动势.(√)
(2)决定闭合电路中感应电动势大小的因素是磁通量的大小.(×)
(3)闭合电路中感应电动势的大小跟磁通量的变化率有关.(√)
小试身手
1.下列关于感应电动势的说法中,正确的是( )
A.穿过闭合电路的磁通量越大,感应电动势就越大
B.穿过闭合电路的磁通量的变化越大,感应电动势就越大
C.穿过闭合电路的磁通量的变化越快,感应电动势就越大
D.穿过闭合电路的磁通量不变化,感应电动势最大
解析:根据法拉第电磁感应定律E=neq \f(ΔΦ,Δt)可知,感应电动势大小取决于磁通量变化率、磁通量变化快慢,穿过闭合电路的磁通量的变化越快,感应电动势就越大,则C正确.磁通量大、磁通量变化大,感应电动势不一定大,则A、B错;穿过闭合电路的磁通量不变化,
则感应电动势为零,所以D错.
答案:C
知识点二 导体棒切割磁感线时
的感应电动势
提炼知识
1.导体棒垂直于磁场运动,B、L、v三者之间两两垂直时,如图所示,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,如图所示,E=BLvsin θ.
判断正误
(1)公式E=BLvsin θ只适用于部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算.(√)
(2)一根直导线长0.5 m,在磁感应强度为1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势一定为0.5 V.(×)
小试身手
2.金属杆ab水平放置在某高处,当它被平抛进入方向竖直向上的匀强磁场中时(如图所示),以下说法中正确的是( )
A.运动过程中感应电动势大小不变,
且Φa>Φb
B.运动过程中感应电动势大小不变,
且Φa<Φb
C.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且φa>φb
D.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且φa<φb
解析:导体棒做平抛运动,水平方向的分运动不变,感应电动势不变,由右手定则可知a点电势高,A对.
答案:A
拓展一 法拉第电磁感应定律的理解
1.感应电动势的大小取决于什么?
提示:感应电动势大小取决于线圈匝数和磁通量的变化率.
2.Φ、ΔΦ和eq \f(ΔΦ,Δt)之间有必然联系吗?
提示:Φ、ΔΦ、eq \f(ΔΦ,Δt)三者之间没有必然的联系.
1.磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ、磁通量变化率eq \f(ΔΦ,Δt)
物理量
单位
物理意义
公式
注意
磁通量Φ
Wb
表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少
Φ=BS⊥
Φ很大时,eq \f(ΔΦ,Δt)可能为零,也可能很大
磁通量的变化量ΔΦ
Wb
表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少
ΔΦ=Φ2-Φ1
ΔΦ=B·ΔS
ΔΦ=S·ΔB
Φ=0时,eq \f(ΔΦ,Δt)可能不为零
磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)
Wb/s
表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢
eq \f(ΔΦ,Δt)=B·eq \f(ΔS,Δt)
eq \f(ΔΦ,Δt)=eq \f(SΔB,Δt)
ΔΦ很大时,eq \f(ΔΦ,Δt)不一定大
2.理解法拉第电磁感应定律E=neq \f(ΔΦ,Δt)
(1)感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt),而与Φ的大小、ΔΦ