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第三章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律情景导入课前导读知识解惑栏目链接麦克斯韦与法拉第有许多人曾在电磁学方面作出过贡献，但技超群雄的还当数英国的两位科学家法拉第和麦克斯韦．法拉第生于1791年，自幼家境贫寒，靠自学成才．尽管他缺乏很好的数学基础，但却靠自己的勤奋努力成了一位令人望尘莫及的实验物理学家．通过实验，他发现了电与磁之间的密切联系，得出了著名的电磁感应定律．情景导入课前导读知识解惑栏目链接麦克斯韦生于1831年，从小受到良好的教育．他在法拉第等人研究成果的基础上，创建了统一、完整的电磁学理论，以四个短方程精确地阐明了电和磁之间的关系，大部分电学定律都可以从麦克斯韦方程组派生出来．德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦理论的正确性．麦克斯韦和法拉第这两位科学家年龄悬殊，出身迥异，但他们的科学成就相互成全弥补，共同开创了电磁学的新时代．情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接一、感应电动势1．定义．在电磁感应中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．2．产生条件．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势．3．方向．规定电源内部感应电动势的方向由负极指向正极，与电源内部的电流方向一致，所以在产生感应电动势的导体中，若存在感应电流，则感应电流的方向就是感应电动势的方向，且由感应电动势的负极指向正极．情景导入课前导读知识解惑栏目链接二、法拉第电磁感应定律情景导入课前导读知识解惑栏目链接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正比．2．表达式．可用公式表示为E＝ΔΦΔt．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)．若闭合电路有n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，由于n匝线圈可以看做是由n个单匝线圈串联而成，因此，整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍，即E＝nΔΦΔt.情景导入课前导读知识解惑栏目链接要点一磁通量、磁通量的变化量与磁通量的变化率的比较情景导入课前导读知识解惑栏目链接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，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Wb/s表示穿过某一面积磁通量变化的快慢特别提示：穿过某一个平面的磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化量大，磁通量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化率大，磁通量和磁通量的变化量都不一定大．情景导入课前导读知识解惑栏目链接例1下列说法正确的是()A．磁通量越大，磁通量的变化量也越大B．磁通量变化越大，磁通量的变化率也越大C．磁通量变化率越大，磁通量变化得越快D．磁通量等于零时，磁通量的变化率也为零情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小没有直接关系．穿过一个平面的磁场通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率也不一定大，A、B错．磁通量的变化率ΔΦΔt表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢，磁通量变化率越大，磁通量变化得说越快，C正确．磁通量等于零时，磁通量可能正在变，此时磁通量的变化率不为零，D错误(类似运动学中汽车启动瞬间速度为零，但由于瞬间牵引力作用，瞬间速度变化而产生加速度，速度变化率不为零，由v＝at，t＝0，v＝0)．答案：C变式迁移1．(单选)以下说法正确的是()A．磁场越强，磁通量的变化率越大B．回路的磁通量越大，磁通量的变化率越大C．回路匝数越多，磁通量的变化率越大D．回路磁通量变化越快，磁通量的变化率越大情景导入课前导读知识解惑栏目链接变式迁移解析：磁通量变化率就是磁通量变化的快慢，与磁场强度大小本身、磁通量大小本身及线圈匝数无直接关系．答案：D情景导入课前导读知识解惑栏目链接要点二感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律情景导入课前导读知识解惑栏目链接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，即E＝ΔΦΔt.1．若穿过线圈的磁通量发生变化，且线圈的匝数为n，则电动势表示式为E＝nΔΦΔt.计算电动势E时，有以下几种情况：E＝nΔBΔt·S——面积不变，磁感应强度变化；E＝nΔSΔt·B——面积改变，磁感应强度不变．情景导入课前导读知识解惑栏目链接2．E的单位是伏特(V)，且1V＝1Wb/s.证明：1Wbs＝1T·m2s＝1NA·m·m2s＝1N·mA·s＝1JC＝1V.例2穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终保持每秒均匀的减少3Wb，则()A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少3VB．线圈中的感应电动势一定是3VC．线圈中的感应电流一定是每秒减少3AD．线圈中的感应电流不一定是3A情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与匝数和磁通量的变化率成正比，而本题的磁通量的变化率是不变的，所以线圈中的感应电动势的大小是不变的，所以A错；因电路中的电阻阻值不变，而感应电动势的大小也不变，即感应电流的大小也不变，C错；根据E＝ΔΦΔt＝3V，B正确；则感应电流，I＝ER＝3A，D也错．答案：B情景导入课前导读知识解惑栏目链接变式迁移2．(单选)A、B两个单匝闭合线圈，穿过A线圈的磁通量由零增加到3×103Wb，穿过B线圈的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb.则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是()A．EA＞EBB．EA＝EBC．EA＜EBD．无法确定情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势E＝nΔΦΔt，尽管A、B两线圈的匝数相同，磁通量变化ΔΦA＞ΔΦB，但是由于变化所用时间未知，故无法比较它们的感应电动势的大小关系．答案：D