2021人教版高中物理选修《法拉第电磁感应定律》word学案1

2021人教版高中物理选修《法拉第电磁感应定律》

word 学案1

[学习目标定位] 1.明白什么是感应电动势.2.把握法拉第电磁感应定律的内容并能应用电磁感应定律进行运算．

一、感应电动势

1．感应电动势的概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．

2．产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势．

3．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.

4．磁通量的变化率：磁通量的变化跟产生那个变化所用时刻的比值，即单位时刻内磁通量的变化量．

二、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 ＝ΔΦΔt ，若有n 匝线圈，则产生的感应电动势为：E ＝n ΔΦΔt

.

一、感应电动势

[问题设计]

我们明白当闭合电路中的磁通量发生变化时，会产生感应电流．当我们认真观看上一节的实验会发觉有时感应电流大，有时感应电流小，这说明什么？

答案 说明电路中的电动势有时大有时小．

[要点提炼]

1．感应电动势

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，在电路组成不变的情形下，感应电动势大感应电流就大．

2．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt

的比较 (1)Φ是状态量，是闭合电路在某时刻(某位置)穿过电路的磁感线的条数，当磁场与电路平面垂直时Φ＝BS.

(2)ΔΦ是过程量，它表示电路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1. (3)ΔΦΔt

表示磁通量的变化快慢，即单位时刻内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率．

二、法拉第电磁感应定律

[问题设计]

重新回忆上节课的探究实验，并回答下列问题：

1．观看磁铁N 极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情形，它说明什么问题？

2．电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？

3．闭合线圈中部分导线以不同速度切割磁感线，观看电流表指针偏转角度有何不同？ 答案 1.说明电路中产生了感应电动势．

2．指针偏转程度越大，感应电动势越大．

3．速度越大，指针偏转角度越大．

[要点提炼]

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 ＝n ΔΦΔt

. n 为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量．

(3)国际单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt 的单位是秒(s)，E 的单位是伏特(V)．

(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流．能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质．

三、导线切割磁感线时的电动势

[问题设计]

如图1所示，导线ab 在间距为l 的两平行导轨上以速度v 垂直磁感线运动，磁场的磁感应强度为B.导线ab 运动使闭合电路的面积改变引起磁通量的变化，从而产生感应电动势．求电路中产生的感应电动势．

图1

答案 由法拉第电磁感应定律知，在时刻Δt 内，产生的感应电动势为

E ＝ΔΦΔt ＝ΔS Δt B ＝vΔt·l Δt

B ＝Blv. [要点提炼]

导体切割磁感线运动产生的感应电动势

1．公式：E ＝Blv.

2．适用条件：B ⊥v.

3．电流方向的判定：右手定则．

(1)适用范畴：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情形．

(2)判定方法：伸出右手，让大拇指跟其余四指垂直，同时都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向确实是感应电流的方向．

[延伸摸索]

电磁感应过程，能量是如何转化的？

答案 电磁感应过程是其他形式的能转化为电能的过程．

一、法拉第电磁感应定律的明白得

例1 关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是( )

A ．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大

B ．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大

C ．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大

D ．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零

解析 据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量变化率，C 项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，故C 选项正确，A 、B 选项错误；某时刻的磁通量为零，但该时刻磁通量的变化率不一定为零，因此感应电流也就不一定为零，D 选项错误，故选C. 答案 C

针对训练 如图2所示，电流表与螺线管组成闭合电路．以下关于电流表指针偏转情形的叙述中正确的是( )

图2

A ．磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大

B ．磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同

C ．磁铁放在螺线管中不动时螺线管中的磁通量最大，因此电流表指针偏转最大

D ．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减小，因此电流表指针偏转一定减小

答案 A

解析 电流表指针的偏转角度是由螺线管产生的感应电动势的大小决定，而感应电动势的大小决定于磁通量的变化率，因此A 正确．

二、感应电动势的运算

例2 如图3甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时刻的变化如图乙所示，则a 、b 两点间的电压是多少？

图3

解析 求a 、b 两点的电压确实是求线圈中的感应电动势

由题图乙得ΔΦΔt ＝0.5－0.10.4

V ＝1 V 故E ＝n ΔΦΔt

＝50 V 因此a 、b 两点间的电压为50 V .

答案 50 V