【讲与练】高中物理人教版(2019)选择性必修2：2.2 法拉第电磁感应定律第1课时法拉第电磁感应定律学案.doc

第1课时法拉第电磁感应定律

课程标准

1．知道感应电动势的概念，理解决定感应电动势大小的因素。

2．理解磁通量的变化率，能区别Φ、ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)的含义。

3．理解法拉第电磁感应定律，会用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)和E＝Blvsinθ解决有关问题。

素养目标

1．物理观念：理解法拉第电磁感应定律，并能应用其解决简单的实际问题。能够应用E＝Blvsinα计算导体切割磁感线时的感应电动势。

2．科学思维：经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出E＝Blvsinθ的过程，体会辩证唯物主义的方法和观点。

3．科学探究：通过实验理解法拉第电磁感应定律。

4．科学态度与责任：了解法拉第电磁感应定律在发电机中的应用。

知识点1电磁感应定律

1．感应电动势

(1)在_电磁感应__现象中产生的电动势。

(2)产生感应电动势的那部分导体相当于_电源__。

(3)在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有_感应电动势__；回路断开时，虽然没有感应电流，但_感应电动势__依然存在。

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)表达式：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)(单匝线圈)，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)(多匝线圈)。

『判一判』

(1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。(×)

(2)磁通量越大，磁通量的变化量也越大。(×)

(3)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。(×)

(4)穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大。(√)

(5)穿过线圈的磁通量等于零，所产生的感应电动势就一定为零。(×)

『选一选』

(多选)(2022·广东广州高二期末)如图所示实验装置，竖直放置的玻璃管上套有一线圈，其两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止自由下落，穿过线圈时记录电压表示数。保持其他量不变，仅分别改变下列四个选项的物理量，对应电压表示数变化正确的是(AD)

A．减小线圈与磁体的距离，电压表示数变小

B．增加线圈与磁体的距离，电压表示数变小

C．减小线圈的匝数，电压表示数变大

D．增加线圈的匝数，电压表示数增大

解析：减小线圈与磁体的距离时，磁体穿过线圈的速度减小，引起的磁通量变化率减小，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中感应电动势减小，所以电压表示数变小，A正确；增加线圈与磁体的距离时，磁体穿过线圈的速度增加，引起的磁通量变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中感应电动势增大，所以电压表示数变大，B错误；减小线圈的匝数，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中感应电动势减小，所以电压表示数变小，C错误；增加线圈的匝数，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中感应电动势增大，所以电压表示数变大，D正确。

知识点2导体切割磁感线时的感应电动势

1．垂直切割

导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时如图所示，E＝_Blv__。

2．非垂直切割

导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E＝_Blvsin_θ__。

『判一判』

(6)动生电动势(切割磁感线产生的电动势)产生的原因是导体内部的自由电荷受到洛伦兹力的作用。(√)

(7)右手定则判断的就是感应电动势内部电流方向。(√)

(8)只要导体棒做切割磁感线运动，导体棒中就产生感应电动势，与电路是否闭合无关。(√)

『想一想』

如图所示，甲图中导体棒(有电阻)沿水平导轨向右做切割磁感线运动，乙图中磁铁靠近线圈时，电路中均产生了感应电流。

(1)甲图电路中哪部分相当于电源？a、b两端哪端电势高？

(2)乙图电路中哪部分相当于电源？a、b两端哪端电势高？

答案：(1)导线ab相当于电源，a端电势高

(2)线圈ab相当于电源，b端电势高

解析：(1)导线ab向右切割磁感线，产生感应电动势。导线ab相当于电源，a是电源的正极。

(2)当磁铁靠近线圈时，线圈中磁通量增加，产生感应电动势，线圈ab相当于电源，b是电源的正极。

探究

法拉第电磁感应定律

情|境|导|入

如图所示，我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。

(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？

(2)电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

(3)在图中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？

提示：(1)穿过闭合电路的Φ变化?产生E感?产生I感。

(2)由闭合电路欧姆定律知I＝eq\f(E,R＋r)，当电路的总电阻一定时，E感越大，I感越大，指针偏转程度越大。

(3)磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同