法拉第电磁感应定律 学案-高二上学期物理人教版选修3-2

第4节法拉第电磁感应定律一、感应电动势1．定义：在电磁感应现象中，产生的＿＿＿＿＿＿叫做感应电动势（E）。【说明】产生感应电动势的那部分导体相当于＿＿；2．产生条件：只要穿过回路的磁通量＿＿＿＿＿＿＿＿＿，电路中就产生感应电动势。【说明】①电磁感应现象的根本原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②电磁感应现象的本质是产生＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3．感应电动势与感应电流的关系：(1)闭合回路中有感应电流，这个回路中就＿＿＿＿有感应电动势；(2)有感应电动势＿＿＿＿＿＿存在感应电流，原因是要看回路＿＿＿＿＿＿＿＿。二、影响感应电动势大小的因素1．提出问题：感应电动势与磁通量的变化有关吗?2．实验探究：(1)在用导体切割磁感线产生感应电流的实验中，磁体的磁场越强、导体运动的速度越＿＿，产生的感应电流就越＿＿；(2)在向线圈抽出(或插入)条形磁铁产生感应电流的实验中，磁铁的磁性越强、抽出(或插入)的速度越＿＿，产生的感应电流就越＿＿。3．实验结论：感应电动势的大小与磁通量变化的＿＿＿＿有关。三、磁通量的变化率1．定义：磁通量的＿＿＿＿＿＿跟产生这个变化所用时间的比值叫做磁通量的变化率；2．表达式：磁通量的变化率表示为＿＿＿，其中，ΔΦ=＿＿＿＿＿，Δt=＿＿＿＿＿；3．单位：＿＿＿＿＿＿＿，符号＿＿＿＿；4．物理意义：表示磁通量变化＿＿＿＿的物理量。四、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＿＿＿＿＿＿成正比；2．表达式：E=＿＿＿＿=＿＿＿，E=＿＿＿；(用国际单位时，k=1；n为线圈匝数)3．单位：感应电动势E的单位是＿＿＿＿，符号＿＿＿。【说明】①公式中ΔΦ取＿＿＿＿值，不涉及＿＿＿＿；②电动势E为＿＿＿＿值；③感应电流的方向另行判断。4．理解：Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的意义物理量物理意义与电磁感应关系磁通量大小Ф磁通量变化ΔФ磁通量变化率ΔΦ/Δt五、导线切割磁感线时的感应电动势如图，闭合线框一部分导体ab长L，处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，推导产生的感应电动势：回路在时间t内增大的面积为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿穿过回路的磁通量的变化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿产生的感应电动势为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)感应电动势为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(θ为v与B夹角)【说明】①B∥v时，E=＿＿，当B⊥v时，E=＿＿＿＿；②导线的长度L应为＿＿＿＿长度；③速度v为平均值(瞬时值)，E就为＿＿＿＿值(＿＿＿＿值)。 六、反电动势1．定义：此电动势＿＿＿＿电路中原来的电流，故称之为反电动势。2．效果：电动机转动时产生的感应电动势总要＿＿＿＿电源产生的电流；3．能量转化：线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供＿＿＿＿，＿＿＿＿转化为机械能。【说明】①电动机中欧姆定律不成立；②电动机通电不转时，可能会因电流过大烧毁。练习1．关于电磁感应，下述说法中正确的是（）A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大2．(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈()A．0时刻感应电动势最大B．在D时刻感应电动势为零C．在D时刻感应电动势最大D．在0到D时间内平均感应电动势为0.4V3．一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T，则线圈中的感应电动势是＿＿＿V。4．有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1~t2时间内金属环中产生的感应电动势V，通过金属环的电流A，通过金属环的电荷量为____C。5．半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度v向右匀速运动时，求半圆形导线产生的感应电动势E。6．如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势E。7．矩形线圈在匀强磁场中绕

OO´

轴转动时，线圈中的感应电动势随周期性变化。设线圈的两个边长分别为

L

1

和

L

2

，转动角速度为

ω

，磁场的磁感应强度为

B。试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为

E

=

BSω

，式中

S

=

L

1

L

2

，为线圈的面积。8．如图所示，A、B两个闭合线圈用