第2章 第2节　法拉第电磁感应定律—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

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第2 　节 法拉第电磁感应定律
学习目标：1.[物理观念]理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达式。　2.[科
学思维]能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。　3.[科学思维]能够
运用 E＝Blv或E＝Blvsin　　θ计算导体切割磁感线时的感应电动势。
阅读本节教材，回答第 35 页“问题”并梳理必要知识点。
教材 P35 问题提示：磁通量发生变化时电路中会产生感应电动势，电路闭合时就有
了电流。
一、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
体就相当于电源。
2．在电磁感应现象中，回路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。
二、电磁感应定律
1．磁通量的变化率
(1)定义：单位时间内磁通量的变化量。
(2)意义：磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。
2．法拉第电磁感应定律
(1)内容：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E＝k。
①在国际单位制中，E的单位是伏特(V)，Φ的单位是韦伯(Wb)，t的单位是秒
(s)，k＝1，公式简化为 E＝。
②若闭合电路是一个匝数为 n的线圈，则 E＝n。
(3)标量性：感应电动势是标量，但有方向。其方向规定为从电源负极经过电源内
部指向电源的正极，与电源内部电流方向一致。
3．导线切割磁感线时的感应电动势
(1)导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Bl v 。
(2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为 θ时，如图乙所示，E
＝Bl v sin _θ。
甲　　　　　　　　　乙
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大。
(×)
(2)穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中产生的感应电动势就越大。
(√)
(3)感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断。 (√)
(4) 　穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大。 (×)
(5) 　导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大。 (×)
(6)在匀强磁场中，只要导体棒的运动方向与磁场方向垂直，其电动势即可用 E＝
BLv求解。 (×)
2.如图所示，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆 MN 在
平行金属导轨上以速度 v向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为 E1；若磁感应强
度增大为 2B，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为 E2。通过电阻 R的电流方
向及 E1与E2之比分别为(　 　 )
A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1
C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2
C　 [由右手定则判断可得，电阻 R上的电流方向为 a→c，由 E＝Blv知E1＝
Blv，E2＝2Blv，则 E1∶E2＝1∶2，故选项 C正确。]
3．下列各图中，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(　 　 )
A　　　　B　　　　C　　　　　D
D　 [感应电动势的大小为 E＝n＝n，根据题设条件，相同的磁铁运动速度越大，
穿过线圈所用时间越小，磁通量变化率就越大，产生的感应电动势就越大，故 A项中
线圈产生的感应电动势比 B项中线圈产生的感应电动势大，C项线圈中磁通量一直为
零，磁通量变化率为零，D项中线圈的磁通量变化率是 A项中线圈的两倍，所以 D项
中线圈产生的感应电动势最大。]
对法拉第电磁感应定律的理解和应用
(教师用书独具)教材 P36“迷你实验室”答案提示：与强磁铁插入的快慢有关。
(1)如图所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中。快速插入和缓慢插入磁
通量的变化量 ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？
提示：磁通量变化相同，但磁通量变化快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏
转角度大。
(2)分别用一根磁铁和两根磁铁以同样速度快速插入，磁通量的变化量 ΔΦ相同吗？
指针偏转角度相同吗？
提示：用两根磁铁快速插入时磁通量变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏
转角度较大。
1．理解公式 E＝n
(1)感应电动势 E的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，而与 Φ的大小、ΔΦ
的大小没有必然的关系，与电路的电阻 R无关；感应电流的大小与感应电动势 E和回
路总电阻 R有关。
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