《创新课堂》第二章 电磁感应 2.法拉第电磁感应定律 高中物理选择性必修第二册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

2.法拉第电磁感应定律 学习目标 1.理解法拉第电磁感应定律的内容、表达式，能运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。 2.理解导线切割磁感线时感应电动势的公式E＝Blv或E＝Blvsin θ，会计算导体切割磁感线时产生的感应电动势大小。 3.会推导、计算导体转动切割磁感线时的感应电动势。 知识点一　电磁感应定律 　情境：如图所示，将条形磁铁从某一高度插入线圈中。 问题：（1）将条形磁铁从某一高度插入线圈中时电流表的指针会发生偏转吗？其原因是什么？ （2）将同一磁体分别从同一高度快速插入和缓慢插入线圈的过程中，电流表指针偏转的角度相同吗？影响指针偏转角度大小的原因是什么？ 提示：（1）电流表的指针会发生偏转，其原因是线圈中产生了电动势，有了感应电流。 （2）快速插入时电流表指针偏转的角度较大，原因是磁体快速插入时线圈中产生的电动势较大，感应电流较大。 1.感应电动势 （1）在电磁感应现象中产生的电动势叫作　感应电动势　，产生感应电动势的那部分导体相当于　电源　。 （2）在电磁感应现象中，若闭合回路中有感应电流，电路中一定有感应电动势；如果电路断开，这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）公式：E＝。 若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n。 （3）在国际单位制中，磁通量的单位是　韦伯　，感应电动势的单位是　伏特　。 【易错辨析】 　（1）有感应电流，就一定有感应电动势；反之，有感应电动势，就一定有感应电流。（　×　） （2）穿过线圈的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。（　×　） （3）穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。（　×　） （4）穿过线圈的磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。（　√　） 1.对公式E＝n的理解 （1）感应电动势的大小由穿过回路的磁通量的变化率和线圈匝数n共同决定，与Φ、ΔΦ的大小没有必然关系，与电路的总电阻R无关。 （2）公式E＝n求解的是Δt内的平均感应电动势，当磁通量均匀变化时，平均值等于瞬时值。 （3）公式E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值。 （4）感应电动势的方向，用楞次定律去判定：对于产生感应电动势的那部分导体（相对于电源），感应电流的流出端就是感应电动势（电源）的正极。 2.应用公式E＝n求解感应电动势的三种情景 （1）当ΔΦ仅由B的变化引起时：E＝n·S，其中为磁感应强度的变化率，在B-t图像中等于直线（或曲线的切线）的斜率；S为线圈在磁场中的有效面积。 （2）当ΔΦ仅由S的变化引起时：E＝nB。 （3）当ΔΦ由B、S同时变化引起时：＝n≠n。 注意：磁通量的变化量、变化率与线圈匝数n无关，但感应电动势E与匝数n成正比，相当于n个电源串联。 【例1】 （法拉第电磁感应定律的理解）〔多选〕图甲、乙、丙、丁分别为穿过同一闭合回路的磁通量的Φ-t图像，下列关于回路中感应电动势的说法正确的是（　　） A.图甲回路产生恒定不变的感应电动势 B.图乙回路产生的感应电动势一直在变大 C.图丙回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势 D.图丁回路产生的感应电动势先变小后变大 答案：CD 解析：根据法拉第电磁感应定律E＝n，由于在Φ-t图像中直线（或曲线的切线）的斜率k＝，故题图甲中磁通量Φ不变，感应电动势为零，故A错误；题图乙中磁通量Φ随时间t均匀增大，图像的斜率k不变，产生的感应电动势不变，故B错误；题图丙中回路在0～t1时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为k1，在t1～t2时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为k2，从图像中发现：k1大于｜ ... ...