人教版高中物理选修3-2第1讲：法拉第电磁感应定律（教师版）——劲松郭伟.docVIP

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第1讲：法拉第电磁感应定律（教师版）

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1、掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。

2、掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

3、知道磁通量的变化率的意义，并能区别?，

4、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

5、会用E=n??

一、电磁感应现象

1．产生感应电流的条件

穿过闭合电路的磁通量发生变化。

2．产生感应电动势的条件

无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

3．电磁感应现象的实质

产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

二、感应电流方向的判定

1．右手定则

(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

(2)适用范围：适用于判断闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。

2．楞次定律

(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用情况：所有电磁感应现象。

三、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=???t（单匝线圈）；E=n

题目类型:磁通量的计算

例1.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab边为轴转180°，此过程磁通量的变化（）

A．0B．2BS

C．2BScosθD．2BSsinθ

解析：由于?=BS，磁感应强度B为矢量，有方向，所以磁通量

?也有方向性，开始的磁通量为BS，旋转180度以后，磁通量为-BS，所以

磁通量的变化为2BS.

答案：B

题目类型:电磁感应现象产生的条件

例2.在右图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）

解析：产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动，或者时穿过闭合回路的磁通量发生变化。

答案：EFGH

题目类型:楞次定律的应用

例3.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时，下列说法正确的是()

A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离

C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度大于g

解析：根据楞次定律，磁体向下运动，穿过闭合回路的磁通量不断增大，感应电流的磁场一定阻碍磁通量的增加，所以线框的面积会渐渐变小。根据“来拒去留”原理，线圈对磁铁有向上的作用力。

答案：A

例4.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是()

A．a→G→b

B．先a→G→b，后b→G→a

C．b→G→a

D．先b→G→a，后a→G→b

解析：先由楞次定律判断出回路中感应电流的磁场方向，然后再由安培定则判断感应电流的方向。

答案：D

例5.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()

A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动

C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动

解析：

答案：BC

题目类型:E=n??

例6.如图(a)所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计．求0至t1时间内：

(a)(b)

(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；

(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量．

解析：（1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S＝πreq\o\al(2,2)由题图(b)