2017-2018学年高二物理新人教版选修3-2基础训练：第4章 4 法拉第电磁感应定律

4　法拉第电磁感应定律 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解感应电动势的概念．2．理解法拉第电磁感应定律，运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小．(重点、难点)3．能运用E＝Blv或E＝Blvsin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势．(重点)4．知道反电动势的定义和作用. 法拉第电磁感应定律 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，这个回路就一定有电动势；回路断开时，虽然没有感应电流，但电动势依然存在． 2．磁通量的变化率 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，用表示，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示发生磁通量变化所用的时间． 3．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＝(单匝线圈)，E＝n(多匝线圈)． 1．穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势也越大．(×) 2．感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断．(√) 3．穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大．(×) 产生感应电动势的条件是什么？ 【提示】　不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势． 如图4 4 1所示，将一条形磁铁插入线圈中时，电流表的指针要发生偏转． 图4 4 1 探讨1：若将磁铁分别快速和缓慢插入线圈中时，磁通量的变化量及变化率是否相同． 【提示】　两种情况下磁通量的变化量ΔΦ相同，磁通量的变化率不同，所用时间Δt越少，变化率越大，反之变化率越小． 探讨2：将磁铁快速和缓慢插入线圈中时，电流表的指针偏转角度是否相同？为什么？ 【提示】　两种情况下电流表的指针偏转角度不同，快速插入时电流表指针偏转角度大，缓慢插入时电流表指针偏转角度小．电路中电流的大小I＝，又E＝n，即I∝，所以快速插入时电路中的电流大． 1．感应电动势的相关因素 (1)感应电动势E的大小取决于穿过电路的磁通量变化率和匝数n，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系； (2)感应电动势E的大小与电路的电阻R也无关，但感应电流的大小与E及回路总电阻R都有关． 2．磁通量的变化率在Φ t图象上是某点切线的斜率． 3．感应电动势E＝n的两种基本形式： (1)当垂直于磁场方向的线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝nS，其中叫磁感应强度B的变化率． (2)当磁感应强度B不变，垂直于磁场方向的线圈面积S发生变化时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝nB. 4．E＝n求出的是Δt时间内的平均感应电动势． 5．Φ、ΔΦ与三者之间的关系． 物理量 单位 物理意义 计算公式 磁通量Φ Wb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少 Φ＝B·S⊥ 磁通量的变化量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少 ΔΦ＝|Φ2－Φ1| 磁通量的变化率 Wb/s 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 ＝ 1．穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图4 4 2中的①～④所示，下列说法正确的是(　　) 图4 4 2 A．图①有感应电动势，且大小恒定不变 B．图②产生的感应电动势一直在变大 C．图③在0～t1内的感应电动势大小是在t1～t2内的2倍 D．图④产生的感应电动势先变大再变小 【解析】　感应电动势E＝n，而对应Φ t图象中图线切线斜率的绝对值，根据图线切线斜率的变化情况可得①中无感应电动势，②中感应电动势恒定不变，③中感应电动势在0～t1内的大小是在t1～t2内大小的2倍，④中感应电动势先变小再变大，选项C正确． 【答案】　C 2．穿过一个内阻为1 Ω的10匝闭合线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb，则线圈中(　　) A．感应电动势每秒增加2 V B．感应电动势每秒减少2 V C．磁通量的变化率为2 ... ...