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高中物理人教版（2019）选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律一、单选题1.关于线圈中产生的感应电动势，下列说法中正确的是（）A. 线圈中磁通量的变化量越大，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. 线圈中磁通量减小得越快，线圈中产生的感应电动势一定越大2.如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。
ac、bc 两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )A. 电压表有读数，电流表没有读数B. 电压表有读数，电流表也有读数C. 电压表无读数，电流表有读数D. 电压表无读数，电流表也无读数3.如图所示，等腰直角三角形区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流沿逆时针方向为正方向，线框刚进入磁场区域时感应电流为i0直角边长为L，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是（）A. B. C. D.4.如图所示，空间内水平线以下存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形的闭合金属线框从边界的上方一定高度由静止释放，运动过程中线框平面一直在竖直平面内，且．关于线框开始下落后的速度随时间的变化图象，下列图象不可能出现的是（）A. B.C. D.5.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，其余电路电阻都不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B。
现将质量为m的导体棒由静止释放，当棒下滑到稳定状态时，速度为v。
下列说法错误的是( )A. 导体棒达到稳定状态前做加速度减少的加速运动B. 当导体棒速度达到时加速度为C. 导体棒的a端电势比b端电势高D. 导体棒达到稳定状态后，电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功6.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。
法拉第的电磁感应定律1. 走进法拉第的世界嘿，小伙伴们！今天咱们要聊一个有趣的科学故事，主角是迈克尔·法拉第。
他可是科学界的明星，专门研究电磁学的大神。
你可别以为他只会在实验室里搞那些难懂的公式，其实他的发现对咱们的生活有着无比重要的影响呢！1.1 认识法拉第法拉第，这个名字在科学史上可是响当当的。
他生活在19世纪初的英国，那个时候电磁学还在萌芽阶段，很多现象没人解释得清清楚楚。
他的实验就像是点燃了黑暗中的一盏灯，让我们看到了电和磁的奇妙世界。
1.2 电磁感应的奥秘法拉第的电磁感应定律，听起来挺复杂的，其实很简单。
这个定律告诉我们，当磁场在一个导体附近发生变化时，会在导体里产生电流。
这就像你把一个磁铁在一根电线圈里转动一样，电流就会“蹭”地一声产生了。
2. 电磁感应的应用说到这儿，可能有小伙伴会问，电磁感应跟咱们的生活有什么关系呢？别急，咱们接着往下看。
2.1 日常生活中的电磁感应电磁感应在咱们的生活中随处可见。
你家的电磁炉，就是利用了电磁感应的原理。
炉子里有个线圈，当电流通过时，它会产生一个不断变化的磁场，这个磁场就加热了锅底，让你能煮出美味的饭菜。
2.2 发电机和变压器不仅如此，发电机和变压器也离不开电磁感应。
发电机里转动的线圈在磁场中旋转，从而产生电流。
而变压器则利用电磁感应来改变电压，让电力能够安全地送到你我家中。
这些神奇的发明，无一不与法拉第的定律息息相关。
3. 结语总的来说，法拉第的电磁感应定律就像一把钥匙，打开了电与磁之间的神秘大门。
它不仅让我们理解了自然界的奇妙规律，还给我们的生活带来了实实在在的便利。
今后每次你享受美味的电磁炉料理，或是感受到电力的舒适，都可以感谢这位伟大的科学家哦！希望通过今天的分享，你能对电磁感应有个更清晰的认识。
记住，科学其实很有趣，它就像一个个神奇的故事，只要你愿意探索，就能发现其中的无尽魅力。
2.2 法拉第电磁感应定律（第一课时）教学目标：（一）知识与技能1、从实验中得出影响感生电动势大小的因素，学会分析实验的方法。
2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t∆∆Φ。
3、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式及应用。
（二）过程与方法培养学生的探究实验能力、定性分析和总结的能力。
（三）情感态度与价值观1、培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想2、通过探究实验，引导学生把握主要矛盾，忽略次要因素。
【教学难点】法拉第电磁感应定律的物理意义【教学重点】实验分析，得出影响感应电动势的因素，感应电动势公式的应用【教学方法】实验、讨论分析、总结归纳【教学过程设计】（一）引入新课：复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？答：闭合回路、磁通量发生变化2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？答：电路闭合，一定有电源。
3、试从本质上比较甲、乙两电路的异同相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）,乙中有螺线管（相当于电源）既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
问题4上图中，若开关断开，电路中有电流吗？（没有）问题5：如果电路不是闭合的，电路中就没有电流，电源的电动势是否还存在呢？（存在）由此可见，在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。
二、进行新课如图所示，产生感应电动势的那部分导体相当于电源（一）、感应电动势1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势。
2、条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。
与电路是否闭合无关。
3、电磁感应现象的本质磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质，产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力。
电磁感应的法拉第定律详解电磁感应是电磁学中的重要概念，而法拉第定律则是描述电磁感应现象的基本规律。
本文将详细解释法拉第定律的原理和应用，并探讨其在现代科技中的重要性。
1. 法拉第定律的基本原理法拉第定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪提出的。
该定律表明，当一个导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而导致感应电流的产生。
这一定律可以用如下的数学表达式来表示：ε = -dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，Φ代表磁通量，t代表时间。
负号表示感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反。
2. 法拉第定律的应用法拉第定律的应用非常广泛，涵盖了许多重要的科学原理和技术领域。
以下是一些常见的应用示例：2.1 电磁感应现象法拉第定律的最基本应用就是解释电磁感应现象。
当一个导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，导体中会产生感应电动势和感应电流。
这一现象被广泛应用于发电机、变压器等电力设备中。
2.2 感应电动势的测量法拉第定律可以用来测量感应电动势的大小。
通过将一个导体绕过待测电路，测量在导体两端产生的感应电动势，可以得到待测电路的电磁特性。
这一原理被广泛应用于电子设备的测试和测量中。
2.3 电磁感应的反向应用法拉第定律也可以被反向应用，即通过施加外加电动势来改变磁通量。
这一原理被应用于电磁铁、电磁炉等设备中，实现对磁场的控制。
3. 法拉第定律的重要性法拉第定律的提出对电磁学的发展产生了重要影响，并在现代科技中发挥着关键作用。
首先，法拉第定律为电磁感应现象提供了准确的数学描述，使得科学家们能够更深入地研究电磁现象的本质。
其次，法拉第定律为电力工程和电子技术的发展提供了理论基础。
发电机、变压器等电力设备的工作原理都基于电磁感应现象，而这些设备又是现代社会不可或缺的基础设施。
此外，法拉第定律的应用还涉及到许多其他领域，如电磁兼容性、无线通信、电磁传感等。
这些应用推动了现代科技的发展，为人们的生活带来了便利。
第二章 第二节 法拉第电磁感应定律 【学习目标】 1.知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。
2.理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。
3.知道公式E ＝Blv 的推导过程，会用E ＝Blv 解决问题。
4.了解反电动势的概念。
【学习重点】【学习难点】理解并能应用法拉第电磁感应定律 E ＝Blv 与E ＝ΔΦΔt的区别与联系 【学习过程】一、电磁感应定律1.感应电动势(1)定义:在 现象中产生的电动势。
(2)感应电动势与感应电流的关系产生感应电动势的部分导体相当于 ,闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流,若导体回路不闭合,则没有 ,但仍有 。
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 成正比。
(2)公式：E ＝ΔΦΔt 。
若闭合电路是n 匝线圈，公式E ＝n ΔΦΔt单位： 。
二、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,如图所示,E= 。
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,如图所示, E= 。
自我检测1.正误判断。
(1)在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流。
( )(2)穿过某电路的磁通量变化量越大,产生的感应电动势就越大。
( )(3)闭合电路置于磁场中,当磁感应强度很大时,感应电动势可能为零;当磁感应强度为零时,感应电动势可能很大。
( )(4)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。
( )2.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb,则( )A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中感应电动势始终为2 VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V3.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。
电磁感应与法拉第电磁感应定律电磁感应是指当导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时，导体内会产生感应电流的现象。
而法拉第电磁感应定律则是描述了电磁感应现象的定律。
本文将就电磁感应与法拉第电磁感应定律进行探讨。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是基于两个基本原理：1.1 磁感线与导线互作用原理当导体以一定速度与磁场垂直交互时，导体内将会产生感应电流。
这是因为磁感线切割导线产生的磁通量发生变化，从而产生感应电动势。
1.2 磁感线与导体共线运动原理当导体与磁场共线且互相运动时，磁感线会与导体内的自由电子相互作用，从而导致自由电子发生偏移，形成感应电荷和感应电流。
二、法拉第电磁感应定律的表达式法拉第电磁感应定律是由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与发生感应电流的导线速度、导线长度以及磁场强度有关。
2.1 法拉第电磁感应定律的第一种形式当导体以速度v与磁感线垂直交互时，产生的感应电动势E与导体长度l、磁感应强度B以及导体的运动速度v成正比。
具体表达式可表示为：E = Blv。
2.2 法拉第电磁感应定律的第二种形式当导体以速度v与磁感线共线且互相运动时，在导体两端会产生感应电动势E。
感应电动势E与导体长度l、磁感应强度B以及导体的运动速度v成正比。
具体表达式可表示为：E = -Blv。
其中，负号代表了感应电流的方向与磁场方向相反。
三、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律是电磁感应的重要定律，并且在实际应用中起到了重要作用。
以下是法拉第电磁感应定律的几个应用：3.1 电磁感应可用于发电根据法拉第电磁感应定律，当导体以一定速度与磁场垂直交互时，可以产生感应电动势。
利用这一原理，可以建造发电机将机械能转化为电能，如水力发电厂中的水轮发电机以及燃气轮机发电厂中的旋转发电机。
3.2 电磁感应可用于变压器变压器是利用电磁感应原理来调整电压的电器设备。
变压器包括一个主线圈和一个副线圈，通过在主线圈中通过交流电流来产生变化的磁场，从而在副线圈中产生感应电动势，并实现电压调节。
2.2 法拉第电磁感应定律教学设计回答电动势回答有电源，产生电磁感应的部分就是电源。
比如，动生现象中切割磁感线的导体，感生现象中变化磁场穿过的线圈。
甲2.条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。
与电路是否闭合无关。
①有感应电流一定存在感应电动势；①有感应电动势不一定存在感应电流。
（二）电磁感应的实质磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动势是电磁感应现象的本质.（产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力）总结：感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。
感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？（一）探究影响感应电动势大小的因素实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。
将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。
分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。
分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。
实验过程1、感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系线圈匝数：200下落高度：30厘米2、感应电流大小与磁铁运动速度的关系线圈匝数：200 磁铁个数：2个3、感应电流大小与线圈匝数的关系 磁铁个数：2个 下落高度：30厘米（二）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 t ∆Φ=∆线圈有n 匝：E nt ∆Φ=∆3.注意：（1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。
（2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。
4.应用:用公式t ΦnE ∆∆= 求E 的几种常见情况：①B 不变, S 发生变化,ΔS ＝S 2-S 1 ：tS B ntBS BS nE ∆∆=∆-=12 ①S 不变, B 发生变化,ΔB ＝B2-B1 ：tB S ntSB S B nE ∆∆∆-=＝12①如果B 、S 都变化呢？tS B S B ntnE ∆-∆=112212＝－ϕϕ三、导线切割磁感线时的感应电动势（一）思考与讨论如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。
2.2法拉第电磁感应定律一、多选题1．在如图甲所示的电路中，电阻R 1＝R 2＝2R ，单匝圆形金属线圈半径为r 1，线圈的电阻为R ，在半径为r 2（r 2<r 1）的圆形区域内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乙所示，图线在横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，其余导线的电阻不计。
闭合S ，至t 1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（ ）A ．电容器上极板带正电B ．电容器下极板带正电C ．线圈两端的电压为2010B πr tD ．线圈两端的电压为202045B r t π【答案】BD【详解】AB ．由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向，金属线圈相当于电源，电源内部的电流从负极流向正极，则电容器的下极板带正电，上极板带负电，选项A 错误，B 正确；CD ．由法拉第电磁感应定律知感应电动势为2020B BE S r t t t π∆Φ∆===⨯∆∆ 由闭合电路欧姆定律得感应电流为12EI R R R =++所以线圈两端的电压U ＝I （R 1＋R 2）＝202045B r t π选项C 错误，D 正确。
故选BD 。
2．如图所示，一电阻不计的U 型光滑金属导轨，放在光滑绝缘水平面上。
匀强磁场垂直于导轨所在的水平面，方向竖直向下。
一电阻为R 的金属杆ab 跨放在U 型导轨上，且金属杆始终与U 型导轨的两个轨道垂直，整体静止不动。
现在给金属杆ab 一个水平向左的初速度，使其沿金属导轨向左开始运动，则在金属杆ab 沿金属导轨向左运动的过程中（整个装置始终处于磁场内），下列说法正确的是（ ）A ．金属杆ab 和金属导轨组成的系统机械能守恒B ．金属杆ab 和金属导轨组成的系统动量守恒C ．金属杆ab 和金属导轨组成的系统机械能不守恒D ．金属杆ab 和金属导轨组成的系统动量不守恒 【答案】BC【详解】金属杆ab 和金属导轨组成的系统合外力为0，所以动量守恒，由于金属杆运动过程中，产生感应电流，金属杆产生焦耳热，所以金属杆ab 和金属导轨组成的系统机械能不守恒，故BC 正确，AD 错误。
法拉第电磁感应定律与感应电动势电磁感应的数学描述法拉第电磁感应定律与感应电动势的数学描述法拉第电磁感应定律是经典电磁学中的一个重要定律，描述了磁场变化时在电路中产生的感应电流或感应电动势。
这一定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出，是电磁感应现象的基础理论之一。
1. 法拉第电磁感应定律的表述法拉第电磁感应定律可以用两种形式来描述，即积分形式和微分形式。
积分形式：当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，该电路中产生的感应电动势等于磁通量的变化率的负值。
数学表达式如下：∮E·dl = - dφ/dt其中，∮E·dl表示沿闭合电路的环路积分，E表示感应电场的矢量，dl表示积分路径的微元矢量。
dφ/dt表示磁通量的变化率，负号表示感应电动势的方向与磁通量变化方向相反。
微分形式：当一个线圈内的磁通量发生变化时，该线圈内产生的感应电动势等于磁通量与时间的偏导数。
数学表达式如下：ε = - dφ/dt其中，ε表示感应电动势的大小，dφ/dt表示磁通量的变化率。
2. 感应电动势的数学描述感应电动势是法拉第电磁感应定律的重要结果之一，它描述了磁场的变化对电路中电荷的运动产生的影响。
感应电动势可以通过电场或磁场的变化产生，具体形式与具体情况有关。
2.1 感应电动势的数学表示在直流电路中，当磁场通过导线或线圈变化时，感应电动势可以通过下列数学表示：ε = Blv其中，ε表示感应电动势的大小，B表示磁感应强度，l表示导线或线圈的长度，v表示导线或线圈在磁场中的速度。
在交流电路中，感应电动势可以通过下面的数学表示：ε = Blv·cos(ωt)其中，ω表示角频率，t表示时间。
2.2 感应电动势的方向感应电动势的方向由法拉第电磁感应定律给出。
根据定律所描述的磁通量的变化方向，感应电动势的方向与磁通量变化方向相反。
3. 总结法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要定律之一，通过数学描述了磁场变化对电路中产生的感应电动势的影响。
第二章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律●教材分析法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。
从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。
它既是本章的教学重点，也是教学难点。
●教学目标与核心素养物理观念：知道感应电动势的定义.科学思维：通过实验理解法拉第电磁感应定律及数学表达式科学探究：经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法科学态度与责任：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。
●教学重难点1、教学重点：法拉第电磁感应定律的建立和应用2、教学难点：对磁通量，磁通量的变化量和磁通量变化率的理解●教学过程思考引入：让学生思考并回答以下问题问题1：什么叫电磁感应现象？学生回答：利用磁场产生电流的现象问题2：产生感应电流的条件是什么？学生回答：（1）闭合电路（2）磁通量变化问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
问题4：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
感应电流的大小跟哪些因素有关？让学生分组讨论，进行大胆的猜想感应电流的大小跟这些因素有关学生回答：1.磁场强弱2.运动速度3.线圈匝数4.磁场方向与导体运动方向5.磁通量大小6.磁通量的变化率课件展示：实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。
将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。
分别使线圈距离上管口20cm 、30cm 、40cm 和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。
分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。
一、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变化率ΔΦ/Δ t 成正比。
t k E ∆∆Φ=当电动势单位为V,磁通量单位为Wb ，时间单位为s 时，K 的取值为1.当线圈为n 匝时t Φn E ∆∆= 2.法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系(2)磁通量的变化率对应Φt 图线上某点切线的斜率．思考与讨论让学生思考并回答以下问题：问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?教师总结：磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小). (可以类比速度、速度的变化和加速度.)理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt 的意义（课件展示）应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B ·ΔS ，则(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB ·S ，则(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初通过以下例题让学生学会运用公式例题1：有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s ，求感应电动势。
