第06讲 法拉第电磁感应定律（解析版）-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

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第06 讲 法拉第电磁感应定律
课程标准 课标解读
通过实验，理解法拉第电磁感应定律。
1.掌握法拉第电磁感应定律，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。
2.能够运用
E
＝
Blv
或
E
＝
Blv
sin
θ
计算导体切割磁感
线时产生的感应电动势。
3.了解动生电动势的概念，通过克服安培力做功把其
他形式的能转化为电能。
知识点 01 电磁感应定律
1．感应电动势
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相当于电源．
2．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)公式：
E
＝
n
，其中
n
为线圈的匝数．
(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb)，感应电动势的单位是伏(V)．
【知识拓展 1】
1．磁通量
Φ
、磁通量的变化量 Δ
Φ
及磁通量的变化率的比较：
磁通量
Φ
磁通量的变化量 Δ
Φ
磁通量的变化率
物理意义 某时刻穿过磁场中某
个面的磁感线条数
在某一过程中，穿过
某个面的磁通量的变
化量
穿过某个面的磁通量
变化的快慢
当
B
、
S
互相垂直时
的大小
Φ
＝
BS
Δ
Φ
＝ ＝
注意 若穿过的平面中有方
向相反的磁场，则不
能直接用
Φ
＝
BS
.
Φ
为抵消以后所剩余的
开始和转过 180°时
平面都与磁场垂直，
但穿过平面的磁通量
是不同的，一正一
在
Φ
－
t
图像中，可
用图线的斜率表示
磁通量 负，Δ
Φ
＝2
BS
，而
不是零
2.公式
E
＝
n
的理解
感应电动势的大小
E
由磁通量变化的快慢，即磁通量变化率决定，与磁通量
Φ
、磁通量的变化量 Δ
Φ
无
关．
【即学即练 1】电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线
圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
【答案】A
【解析】A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A 错误，符合题意；B．取走磁体，
就没有磁场，弦振动时不能切割磁感线产生感应电流，电吉他将不能正常工作，B 正确，不符合题意；C．
根据 可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，C 正确，不符合题意；D．弦振动过程
中，磁场方向不变，但磁通量有时变大，有时变小，据楞次定律可知，线圈中的电流方向不断变化，D 正
确，不符合题意。故选 A。
知识点 02 导线切割磁感线时的感应电动势
1．导线垂直于磁场方向运动，
B
、
l
、
v
两两垂直时，如下左图所示，
E
＝
Blv
.
　　　　　
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，如上右图所示，
E
＝
Blv
sin
θ
.
3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培
力做功，把其他形式的能转化为电能．
【知识拓展 2】
1．导线切割磁感线时感应电动势表达式的推导
如下图所示，闭合电路一部分导线
ab
处于匀强磁场中，磁感应强度为
B
，
ab
的长度为
l
，
ab
以速度
v
匀速
垂直切割磁感线．
则在 Δ
t
内穿过闭合电路磁通量的变化量为 Δ
Φ
＝
B
Δ
S
＝
Blv
Δ
t
根据法拉第电磁感应定律得
E
＝＝
Blv
.
2．对公式的理解
(1)当
B
、
l
、
v
三个量的方向互相垂直时，
E
＝
Blv
；当有任意两个量的方向互相平行时，导线将不切割磁感
线，
E
＝0.
(2)当
l
垂直
B
且
l
垂直
v
，而
v
与
B
成
θ
角时，导线切割磁感线产生的感应电动势大小为
E
＝
Blv
sin
θ
.
(3)若导线是弯折的，或
l
与
v
不垂直时，
E
＝
Blv
中的
l
应为导线在与
v
垂直的方向上的投影长度，即有效
切割长度．
上图甲中的有效切割长度为：
L
＝sin
θ
；
图乙中的有效切割长度为：
L
＝；
图丙中的有效切割长度为：沿
v
1的方向运动时，
L
＝
R
；沿
v
2的方向运动时，
L
＝
R
.
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