第2节 法拉第电磁感应定律(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 通过实验,理解法拉第电磁感应定律。 1.形成感应电动势的概念,能理解法拉第电磁感应定律的内涵。2.能用磁感线与匀强磁场等模型综合分析电磁感应问题。3.能通过实验探究“感应电动势与磁通量变化的关系”,分析总结归纳出电磁感应现象的本质。4.通过法拉第电磁感应定律的应用,体会科学家的不断创造推动了社会的进步。 一、感应电动势 1．定义：在_____现象中产生的电动势。 2．产生条件 不管电路是否闭合，只要穿过电路的_____发生变化，电路中就会产生感应电动势。 3．决定因素 研究表明，感应电动势的大小与电路中_____有关。 二、电磁感应定律 1．法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的_____成正比。 (2)表达式：对单匝线圈E＝_____，k为比例常数。在国际单位制中k＝1，上式可简化为E＝_____。对n匝线圈E＝_____。 (3)单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是_____，磁通量Φ的单位是_____，磁通量的变化量ΔΦ的单位是_____，时间Δt的单位是____。 2．导体切割磁感线时的感应电动势 (1)导体在匀强磁场中运动，如图甲所示，B、l、v两两垂直时，E＝_____。 (2)导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时(如图乙)，E＝_____。 3．拓展一步 (1)感生电动势：由磁场变化引起_____而产生的感应电动势。 (2)动生电动势：_____产生的电动势。 (1)正确区别Φ、ΔΦ、，其中为磁通量变化率。 (2)当l不垂直于B或导体弯曲时，应确定导体切割磁感线的有效长度。 [微情境·大道理] 1．如图所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和缓慢插入有什么相同和不同？ 2．如图，产生感应电动势的线圈相当于直流电路中的电池。判断下列说法的正误。 (1)电路中有感应电动势，一定产生感应电流。( ) (2)穿过某回路的磁通量越大，产生的感应电动势就越大。( ) (3)闭合电路垂直放在强磁场中，感应电动势可能为0。( ) 3.导体棒长度为l，从中间弯成90°后，以速度v运动时，如图所示，产生的感应电动势多大？ 强化点(一) 法拉第电磁感应定律的理解及应用 任务驱动 当磁铁穿过n匝线圈时(如图所示)，每匝线圈作为电源是如何连接的？ [要点释解明] 1．E＝n的三种基本形式 (1)ΔΦ仅由B变化引起，则E＝nS。 (2)ΔΦ仅由S变化引起，则E＝nB。 (3)磁感应强度B和线圈面积S均变化，则E＝n。 2．感应电动势E的大小与方向 (1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与Φ的大小及ΔΦ的大小没有必然联系。 (2)感应电动势的方向 ①方向规定：感应电动势是标量，但有方向，其方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，与电源内部电流方向一致。 ②判断方法：用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向。 [典例] 匝数N＝1 000、面积S＝20 cm2、电阻r＝1 Ω的线圈水平放置，匀强磁场B1竖直向下穿过线圈，其磁感应强度B1按如图甲所示的规律变化。线圈两端分别连接两根完全相同的劲度系数为k＝100 N/m、电阻为R＝1.5 Ω的金属弹簧，两金属弹簧上端固定在水平天花板上，下端悬挂一根水平金属棒。另有一水平匀强磁场B2垂直金属棒分布(如图乙所示)，其磁场宽度为L＝10 cm。闭合开关后，两弹簧的长度均变化了Δx＝0.5 cm。导线和金属棒的电阻不计，求： (1)闭合开关后，通过金属棒的电流大小。 (2)磁感应强度B2的大小。 尝试解答： /方法技巧/ 应用电磁感应定律分析闭合电路的方法 [题点全练清] 1．(2023·湖北高考) 近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图 ... ...
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