《法拉第电磁感应定律》 导学案1 学生版.docVIP

学而优·教有方

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2.法拉第电磁感应定律

必备知识·自主学习

一、电磁感应定律

1．感应电动势：

(1)产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，与电路是否闭合无关。

(2)产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

2．法拉第电磁感应定律：

(1)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)大小：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)(单匝线圈)；E＝neq\f(ΔΦ,Δt)(n匝线圈)。

二、导体切割磁感线时的感应电动势

1．垂直切割：B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv。

2．不垂直切割：导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，则E＝Blv1＝Blv__sin__θ。

(1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。()

(2)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。()

(3)闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大。()

(4)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大。()

(5)导体棒在磁场中切割磁感线，就一定会产生感应电动势。()

关键能力·合作学习

知识点一法拉第电磁感应定律的理解和应用

1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)的比较：

磁通量Φ

磁通量的

变化量ΔΦ

磁通量的

变化率eq\f(ΔΦ,Δt)

物理

意义

某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数

在某一过程中穿过某个面的磁通量的变化量

穿过某个面的磁通量变化的快慢

当B、S互相垂直时，大小计算

Φ＝BS⊥

eq\f(ΔΦ,Δt)＝

注意

若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝BS。应考虑相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量

开始和转过180°时平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是零

既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少。在Φ-t图像中，可用图线的斜率表示

提醒：注意磁通量的变化量和磁通量的变化率的区别。

2.公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的理解：感应电动势的大小由磁通量变化的快慢，即磁通量变化率eq\f(ΔΦ,Δt)决定，与磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ无关。

如图甲中导线运动得越快，产生的感应电流越大，图乙中磁铁插入的速度越快，感应电流越大，说明了什么？

【典例】（多选）如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（）

应用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的三种思路

（1）磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，则E＝nBeq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(ΔS)),Δt)。

（2）垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化，则E＝nSeq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(ΔB)),Δt)。

（3）磁感应强度B、垂直于磁场的回路面积S均发生变化，则E＝neq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(Φ2－Φ1)),Δt)。

1.（多选）一长直导线与闭合金属线框放在同一竖直面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示（以竖直向上为电流的正方向）。则在0～T时间内，下列说法正确的是（）

A.0～eq\f(T,3)时间内，穿过线框的磁通量最小

B．eq\f(T,3)～eq\f(2T,3)时间内，线框中始终产生逆时针方向的感应电流

C．eq\f(T,3)～eq\f(2T,3)时间内，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势

D．eq\f(2T,3)～T时间内，线框受安培力的合力方向向右

2.如图甲所示的螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。则

（1）2s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？

（2）磁通量的变化率多大？

（3）线圈中感应电动势大小为多少？

【加固训练】

1.当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是（）

A．线圈中一定有感应电流

B．线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量成正比

C．线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比

D．线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比

2.如图所示的