2017-2018学年高中物理选修3-2教学案(13份)教科版1(汇教案).docx

第节法拉第电磁感应定律 . 由电磁感应产生的电动势叫感应电动势，感应电 流的强弱反映了感应电动势的大小。 ．磁通量的变化率反映了磁通量的变化快慢。 ．法拉第电磁感应定律的内容： 电路中感应电动势 的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正 比。表达式：＝，若闭合电路是匝的线圈，则＝。 ．当导线垂直切割磁感线时， 感应电动势的大小为 ＝，当导线运动方向与磁场方向成任意角 α 时， 感应电动势的大小为＝ α 。 一、感应电动势、法拉第电磁感应定律 ．感应电动势 () 定义：由电磁感应产生的电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 () 在电磁感应现象中， 如果闭合电路中有感应电流， 电路就一定有感应电动势； 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。 ．法拉第电磁感应定律 () 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。 () 公式：＝。 对于磁通量变化率相同的匝线圈，则＝。 二、导线切割磁感线产生的感应电动势 ．当导体棒的速度与磁感应强度垂直时，＝。 ．当导体棒的速度与磁感应强度成夹角 α 时，＝ α 。 ．自主思考——判一判 () 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。 ( ×) () 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。 ( ×) ()  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。  ( √) ()  线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。  ( √) ()  线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减小时感应电动势减小。  ( ×) ．合作探究——议一议 () 产生感应电动势部分的电路有什么特点？ 提示：产生感应电动势的那部分电路相当于电源， 属内电路， 电流由电势较低处流向电 势较高处。 一般分两种情况： 一种是部分导体在磁场中切割磁感线而成为电源； 一种是导体 围成的面积上有磁通量的变化 ( 如磁感应强度变化或有效面积变化 ) 而成为电源。 () 感应电动势与感应电流有什么关系？ 提示： ①电路中有感应电流时， 一定有感应电动势。②电路中有感应电动势时，不一定 有感应电流。 () 导体棒运动速度越大，产生的感应电动势越大吗？ 提示：导体棒切割磁感线时， 产生感应电动势的大小与垂直磁感线的分速度有关， 而速 度大， 垂直磁感线方向的分速度不一定大， 所以导体棒运动速度越大， 产生的感应电动势不 一定越大。 法拉第电磁感应定律的理解及应用 ．对 Φ、 Φ 和的理解 () 三者的比较 磁通量 Φ 磁通量的变化量 ΔΦ 磁通量的变化率 物理意义 某时刻穿过磁场中某个 在某一过程中穿过某个 穿过某个面的磁通量变 面的磁感线条数 面的磁通量的变化量 化的快慢 大小计算 Φ ＝ ⊥ ΔΦ ＝ ＝ 错误 ! 错误 ! 相互关系 () Φ 、 Φ、均与线圈匝数无关，但感应电动势与匝数成正比 () Φ 很大，不一定大； Φ 大，也不一定大 () 在 Φ - 图像中，磁通量的变化率是图线上某点切线的斜率。例如穿过某闭合线圈的 磁通量  Φ 随时间按如图 -- 所示的正弦规律变化，则在时刻 Φ 最大但＝，在时刻 Φ ＝但最 大。 图-- ．对法拉第电磁感应定律的理解 () 由＝可知，感应电动势大小正比于磁通量的变化率，而与磁通量 Φ、磁通量变化量 ΔΦ 及电路的电阻大小无关。 () 由＝可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流＝＝， 而电路中通过某一截面的电荷量＝ ＝ ＝，由此可得电荷量与时间无关， 而与磁通量变化 量 Φ 和电路电阻有关。 [ 典例 ] 如图 -- 所示， 匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里， 大小随时间的变化率＝，为负的常量。用电阻率为 ρ 、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固 定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中。求： 图-- () 导线中感应电流的大小。 () 磁场对方框作用力的大小随时间的变化率。 [ 思路点拨 ] 本题可按以下思路进行分析： [ 解析 ] () 导线框中产生的感应电动势＝＝＝，导线框中的感应电流 ＝ 导线框的电阻＝ ρ 联立以上各式解得＝。 () 导线框受到磁场的作用力的大小为＝ 它随时间的变化率为＝ 联立以上各式解得＝。 [答案] () () 在处理法拉第电磁感应定律与电路相结合的问题时， 一定要注意产生感应电动势的那部分导体相当于电源， 产生感应电动势的那部分导体的电阻相当于“电源”的内阻。 应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势后，再由闭合电路欧姆定律进行分析和求解。 . 如图 -- 所示，一正方形线圈的匝数为，边长为，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处 在磁场