2019-2020学年高中物理 第三章 电磁感应 2 第二节 法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修1

第二节法拉第电磁感应定律第三章电磁感应第三章电磁感应1.知道什么是感应电动势．2.了解什么是磁通量的变化量和磁通量的变化率．(重点)3．了解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式，会用该定律分析与解决一些简单问题．(重点＋难点)4．培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力．一、感应电动势1．定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫____________，产生感应电动势的那部分导体相当于______．2．感应电动势的大小跟磁通量变化的快慢有关，即跟磁通量的________有关，磁通量的变化率为____．感应电动势电源变化率ΔΦΔt二、法拉第电磁感应定律1．内容：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______．2．公式：E＝ΔΦΔt，若为n匝线圈，则产生的电动势为：E＝______．3．在电磁感应现象中产生了感应电流，一定有其他形式的能向______转化，在转化的过程中遵守__________定律．正比nΔΦΔt电能能量守恒穿过某电路的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势是否一定越大？提示：不一定．根据法拉第电磁感应定律可知穿过某电路的磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，穿过某电路的磁通量变化量大，变化率不一定大，因此产生的感应电动势不一定大．Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的比较物理量单位物理意义磁通量ΦWb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磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少磁通量的变化率ΔΦΔtWb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小没有直接关系，Φ很大，ΔΦΔt可能很小；Φ很小，ΔΦΔt可能很大；Φ＝0，ΔΦΔt可能不为零．当Φ最大时，ΔΦΔt可能为零，反之，当Φ为零时，ΔΦΔt可能最大．下列几种说法中正确的是()A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大[思路点拨]Φ、ΔΦ、ΔΦΔt三者无必然联系．[解析]感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关，它由磁通量的变化率决定，故选D.[答案]D1．从同一位置将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有()A．磁通量的变化率B．感应电流的大小C．消耗的机械能D．磁通量的变化量解析：选D.磁铁插入线圈的初末位置相同，则初位置的磁通量和末位置的磁通量也相同，因此磁通量的变化量相同，D正确；由于插入的快慢不同，时间不同，因此磁通量的变化率不同，感应电动势和感应电流以及转化的电能也不同，消耗的机械能也不同，所以选项A、B、C错误．对感应电动势的理解1．感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt，而与Φ的大小，ΔΦ的大小没有必然关系，与电路的电阻R无关；感应电流的大小与E和回路总电阻R有关．2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．3．用E＝nΔΦΔt所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体两端的电动势．由E＝nΔΦΔt求出的感应电动势是整个闭合电路的总电动势；在高中阶段，利用公式E＝nΔΦΔt求出的电动势是在Δt时间内的平均电动势．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是()[答案]C2．下面各图中，相同的条形磁铁穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是()解析：选D.根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势大小与磁通量的变化率及线圈匝数有关，而磁通量变化率是由磁通量变化及变化时间决定的，选项D正确．感应电动势和感应电流的计算如图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s．设插入方式相同，试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比；(2)两次线圈中平均感应电流之比；(3)两次通过线圈的电量之比．[审题指导](1)平均感应电动势可由E－＝ΔΦΔt求得；(2)平均电流I－＝E－R；(3)电荷量q＝I－t.[答案](1)2∶1(2)2∶1(3)1∶1[解析](1)由法拉第电磁感应定律得：E－1E－2＝ΔΦΔt1·Δt2ΔΦ＝Δt2Δt1＝21.(2)利用欧姆定律可得：I－1I－2＝E－1R·RE－2＝E－1E－2＝21.(3)电荷量q＝I－Δt＝E－R·Δt＝ΔΦR·Δt·Δt＝ΔΦR故q1q2＝11.(1)根据公式I＝qΔt，当取一段时间求出的电流是平均电流，因此计算流过某一导体的电荷量时要用电流的平均值．(2)流过导体的横截面的电荷量q＝I·Δt＝ER·Δt＝ΔΦR·Δt·Δt＝ΔΦR，q仅与ΔΦ、R有关，与时间无关．