{高考必备]高二物理教科版选修3-2学案：1.3法拉第电磁感应定律Word版含解析(经典).docxVIP

第3讲　法拉第电磁感应定律[目标定位]　1.记住法拉第电磁感应定律内容及其数学表达式.2.知道公式E＝n与E＝BLv的区别和联系，会用这两个公式解决问题．一、感应电动势1．感应电动势：由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势，产生电动势的那部分导体相当于电源．2．感应电动势和感应电流的关系(1)不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势．(2)当闭合电路中的电阻一定时，感应电动势越大感应电流也越大(填“大”或“小”)；电路断开时，不会形成感应电流，但感应电动势仍然存在．(3)感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关(填“有关”或“无关”)．二、法拉第电磁感应定律1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．2．公式：E＝nn为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量，是磁通量的变化率．3．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)．三、导线切割磁感线产生的感应电动势1．导体棒垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图1所示，E＝BLv.图12．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向的夹角为α时，如图2所示，E＝BLvsin_α.图2一、法拉第电磁感应定律的理解及表达式E＝n的应用1．感应电动势E＝n，E只与成正比，与Φ、ΔΦ的大小无关．2．几种常见的产生感应电动势的情况，其中线圈的匝数为n.(1)线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化：E＝n·S(为B－t图像上某点切线的斜率)(2)磁感应强度B不变，线圈的面积S均匀变化：E＝nB·.3．用E＝所求的一般为平均感应电动势，且所求的感应电动势为整个回路的感应电动势．例1　下列几种说法中正确的是(　)A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．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答案　D解析　本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比．感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D.例2　如图3甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求：图3(1)前4s内的感应电动势．(2)前5s内的感应电动势．答案　(1)1V　(2)0解析　(1)前4秒内磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝S(B2－B1)＝200×10－4×(0.4－0.2) Wb＝4×10－3Wb由法拉第电磁感应定律得E＝n＝1000×V＝1V.(2)前5秒内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1＝S(B2′－B1)＝200×10－4×(0.2－0.2) Wb＝0由法拉第电磁感应定律E′＝n＝0针对训练　如图4所示，一两端闭合的正方形线圈共有n＝10匝，每边长L＝10cm，所用导线每米长的阻值R0＝2Ω，一个范围较大的匀强磁场与线圈平面垂直，当磁场以0.5T/s均匀增大时，在线圈导线中的电流有多大？图4解析　根据法拉第电磁感应定律知，E＝n＝nL2线圈的电阻R＝n·4LR0根据闭合电路欧姆定律知，I＝＝＝·＝×0.5A＝6.25×10－3A.答案　6.25×10－3A二、导体切割磁感线时的电动势公式E＝BLvsinα的理解(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体做切割磁感线运动时的感应电动势．若速度v是瞬时速度，则感应电动势E即为瞬时电动势；若速度v是平均速度，则感应电动势E即为平均电动势．(2)当切割磁感线的速度v与磁感应强度B垂直时，即B、L、v两两垂直时，E＝BLv.(3)式中L应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，则应取与B和v垂直方向上的投影的长度．如图5甲中，半径为r的半圆形导体垂直切割磁感线时，感应电动势E＝BLv＝B·2r·v≠B·πr·v图5在图乙中，长为L的导体棒垂直切割磁感线时，其感应电动势E＝BLvsinα≠BLv.例3　如图6所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为(　)图6A．BLvB．BLvsinαC．BLvcosαD．BLv(1＋sinα)答案　B解析　导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin α.对法拉第电磁感应定律的理解1．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是(　)A．穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B．穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C．穿过闭合电路的磁通量由