2018-2019学年高中物理（沪科）选修3-2（课件+检测）：1.3　探究感应电动势的大小 (3份打包)

1.3　探究感应电动势的大小 学 习 目 标 知 识 脉 络 1．知道感应电动势的意义． 2．理解磁通量的变化率，理解法拉第电磁感应定律的内容．(重点) 3．掌握法拉第电磁感应定律的公式并会应用．(重点、难点) 4．掌握公式E＝BLv的推导过程，并会应用它解题．(重点、难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、探究感应电动势的大小　法拉第电磁感应定律 1．探究感应电动势的大小 (1)感应电动势的意义 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (2)实验探究 实验步骤 实验现象 结论 快速插入 电流表示数大 感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关 慢慢插入 电流表示数小 2.法拉第电磁感应定律 (1)定律内容 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)表达式：E＝n. 二、导体切割磁感线产生的感应电动势 1．导体垂直切割磁感线时：E＝BLv. 2．导线不垂直切割磁感线时，即v与B有一夹角θ，如图1­3­1所示．此时可将导线的速度v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解，则分速度v2＝vcos_θ不使导线切割磁感线，使导线切割磁感线的分速度v1＝vsin_θ，从而使导线产生的感应电动势为E＝BLv1＝BLvsin_θ. 图1­3­1 [基础自测] 1．思考判断 (1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势越大． (×) 【提示】　感应电动势的大小与磁通量无关． (2)线圈所处的磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大． (×) 【提示】　感应电动势的大小与磁场强弱无关． (3)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大． (√) (4)条形磁铁插入(或抽出)线圈的速度越大，线圈中产生的感应电动势越大． (√) (5)如图1­3­2所示，线圈以恒定速度v从图示位置向上离开磁场过程中感应电流逐渐变大． (×) 　 图1­3­2 图1­3­3 【提示】　感应电流应先增大后减小． (6)如图1­3­3所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为Blv. (√) 2．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　) 【导学号：53932013】 A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 C　[由法拉第电磁感应定律E＝n即磁通量变化的快慢成正比，所以A、B错误，C正确．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反；原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，故D错误．]可知感应电动势的大小E与n有关，与 3.一根导体棒ab在垂直于纸面方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图1­3­4所示，则有(　　) 图1­3­4 A．Uab＝0 B．Ua＞Ub，Uab保持不变 C．Ua≥Ub，Uab越来越大 D．Ua＜Ub，Uab越来越大 D　[ab棒向下运动时，可由右手定则判断感应电动势方向为a→b，所以Ub＞Ua，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落时v越来越大，可知Uab越来越大，D项正确．] [合 作 探 究·攻 重 难] 法拉第电磁感应定律 1.Φ、ΔΦ、的对比 物理量 单位 物理意义 计算公式 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⊥ 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 磁通量的 变化率 Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 ＝ 2.决定感应电动势的大小的因素 (1)电路中感应电动势的大小与电路中磁通量的大小无关，与磁通量变化的大小无关，与磁通量变化的快慢有关． (2)电磁感应现象中，产生的感应电动势的大小跟穿过这个回路的磁通量的变化率成正比．若产生感应电动势的电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则整个线圈产生的感应电动势大小的数学表达式为E＝n. 3．对公式E＝n的理解 (1)当Δt较长时，E＝n求出的是瞬时感应电动势． 求出的是平均感应电动势；当Δt趋于零时，E＝n (2)若电路的磁通量变化仅由B的变化引起，则E＝n. S；若电路的磁通量变化仅由S的变化引起，则E＝nB 　如图1­3­5甲所示的螺线管，匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图1­3­5乙所示规律变化。 甲