高二物理法拉第电磁感应定律

第二章 电磁感应第2节 法拉第电磁感应定律一、电磁感应定律 1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (2)在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有感应电动势；回路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在．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 ＝ΔΦΔt .若闭合导体回路是一个匝数为n 的线圈，则E ＝n ΔΦΔt .①若ΔΦ仅由磁场变化引起，则表达式可写为E ＝n ΔBΔt S .②若ΔΦ仅由回路的面积变化引起，则表达式可写为E ＝nB ΔSΔt .3、Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的比较磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率ΔΦΔt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大小 计算Φ＝BS ⊥ΔΦ＝⎩⎪⎨⎪⎧Φ2－Φ1B ·ΔS S ·ΔBΔΦΔt ＝⎩⎪⎨⎪⎧|Φ2－Φ1|ΔtB ·ΔSΔtΔB Δt ·S注意穿过某个面有方向相反的磁场时，则不能直接应用Φ＝B ·S .应考虑相反方向的磁通量抵消以后所开始和转过180°时，平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2B ·S 而不既不表示磁通量的大小也不表示变化的多少．在Φt 图象中，可用图线的斜率表示剩余的磁通量 是零4、磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ-t 图像上某点切线的斜率大小．如图中A 点磁通量变化率大于B 点的磁通量变化率．二、导体切割磁感线时的感应电动势 1．垂直切割导体棒垂直于磁场运动，B 、l 、v 两两垂直时，如图甲，E ＝Bl v .2．不垂直切割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，则E ＝Bl v 1＝Bl v sin_θ. 3、对公式E ＝Blv sin θ的理解(1)对 θ的理解：当B 、l 、v 三个量方向互相垂直时， θ＝90°，感应电动势最大；当有任意两个量的方向互相平行时， θ＝0°，感应电动势为零．(2)对l 的理解：式中的l 应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，l 应是导线在与磁场垂直方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B 和v 垂直的等效直线长度，即ab 的弦长．(3)对v 的理解①公式中的v 应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．②公式E ＝Bl v 一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势．如图所示，导体棒在磁场中绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B ，平均切割速度v ＝12v C ＝ωl 2，则E ＝Bl v ＝12Bωl 2.4．公式E ＝Bl v sin θ与E ＝n ΔΦΔt的对比E ＝n ΔΦΔtE ＝Bl v sin θ区别研究对象 整个闭合回路 回路中做切割磁感线运动的那部分导体 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果 Δt 内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势联系E ＝Bl v sin θ是由E ＝n ΔΦΔt 在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论【例题1】 如图所示，半径为r 的金属圆环，其电阻为R ，绕通过某直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B .从金属圆环的平面与磁场方向平行时开始计时，求金属圆环由图示位置分别转过30°角和由30°角转到330°角的过程中，金属圆环中产生的感应电动势各是多大？[思路点拨] (1)确定磁感线穿过圆环的有效面积； (2)了解磁通量正负号的含义； (3)确定不同角度转过的时间． [答案] 3Bωr 2 35Bωr 2[解析] 初始位置时穿过金属圆环的磁通量Φ1＝0；由图示位置转过30°角时，金属圆环在垂直于磁场方向上的投影面积为S 2＝πr 2sin 30°＝12πr 2，此时穿过金属圆环的磁通量Φ2＝BS 2＝12B πr 2；由图示位置转过330°角时，金属圆环在垂直于磁场方向上的投影面积为S 3＝πr 2sin 30°＝12πr 2，此时穿过金属圆环的磁通量Φ3＝－BS 3＝－12B πr 2.所以金属圆环在转过30°角和由30°角转到330°角的过程中磁通量的变化量分别为 ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝12B πr 2，ΔΦ2＝Φ3－Φ2＝－B πr 2，又Δt 1＝ θ1ω＝π6ω＝π6ω，Δt 2＝ θ2ω＝5π3ω＝5π3ω.此过程中产生的感应电动势分别为 E 1＝ΔΦ1Δt 1＝12B πr 2π6ω＝3Bωr 2，E 2＝|ΔΦ2Δt 2|＝B πr 25π3ω＝35Bωr 2.[例2] 如图所示，有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B ，一条足够长的直导线以速度v 进入磁场．从直导线进入磁场至匀速离开磁场区域的过程中，求：(1)感应电动势的最大值为多少？(2)在这一过程中感应电动势随时间变化的规律如何？(3)从开始运动至经过圆心的过程中直导线中的平均感应电动势为多少？ [思路点拨] (1)求瞬时感应电动势选择E ＝Bl v . (2)求平均感应电动势选择E ＝n ΔΦΔt .(3)应用E ＝Bl v 时找准导线的有效长度． [答案] (1)2BR v (2)2B v 2R v t －v 2t 2(3)12πBR v[解析] (1)由E ＝Bl v 可知，当直导线切割磁感线的有效长度l 最大时，E 最大，l 最大为2R ，所以感应电动势的最大值E ＝2BR v .(2)对于E 随t 变化的规律应求的是瞬时感应电动势，由几何关系可求出直导线切割磁感线的有效长度l 随时间t 变化的情况为l ＝2R 2－(R －v t )2，所以E ＝2B v 2R v t －v 2t 2.(3)从开始运动至经过圆心的过程中直导线的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝12πBR 2R v＝12πBR v .1.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O ～D 过程中( )A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大D ．线圈中O 至D 时间内平均感应电动势为0.4 V2．如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀增大到2B ，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A.na 2B 2ΔtB.a 2B 2ΔtC.na 2B ΔtD.2na 2B Δt3．(多选)关于感应电动势的大小，下列说法不正确的是( ) A ．穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大 B ．穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C ．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D ．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零 4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 0抛出，运动过程中棒的方向不变，不计空气阻力，那么金属棒内产生的感应电动势将( )A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．方向不变，大小改变5、如图所示，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．当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )A ．U a >U c ，金属框中无电流B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a －b －c －aC ．U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U bc ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a －c －b －a6、如图所示，A 、B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比r A ∶r B ＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面向里．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( )A.I AI B ＝1 B.I AI B ＝2 C.I A I B ＝14D.I A I B ＝127、如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计．已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成 θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )A ．电路中感应电动势的大小为Bl vsin θB ．电路中感应电流的大小为B v sin θrC ．金属杆所受安培力的大小为B 2l v sin θrD ．金属杆的热功率为B 2l v 2r sin θ8.（多选）如图所示，三角形金属导轨EOF 上放有一根金属杆AB ，在外力作用下，保持金属杆AB 和OF 垂直，以速度v 匀速向右移动．设导轨和金属杆AB 都是用粗细相同的同种材料制成的，金属杆AB 与导轨接触良好，则下列判断正确的是( )A ．电路中的感应电动势大小不变B ．电路中的感应电流大小不变C ．电路中的感应电动势大小逐渐增大D ．电路中的感应电流大小逐渐增大9.一个面积为S ＝4×10－2 m 2、匝数为n ＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )A ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化率等于8 Wb/sB ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C ．在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势的大小等于8 VD ．在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零10.（多选）如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的关系可用图像表示，则( )A ．在t ＝0时刻，线圈中的磁通量最大，感应电动势也最大B ．在t ＝1×10－2 s 时刻，感应电动势最大 C ．在t ＝2×10－2 s 时刻，感应电动势为零D ．在0～2×10－2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零11．如图所示，面积为0.2 m 2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．已知磁感应强度随时间变化的规律为B ＝(2＋0.2t )T ，定值电阻R 1＝6 Ω，线圈电阻R 2＝4 Ω，求：(1)磁通量变化率及回路的感应电动势； (2)a 、b 两点间电压U ab .12．如图甲所示，轻质细线吊着一质量m ＝0.32 kg 、边长L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω，边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间的变化关系如图乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松弛，g 取10 m/s 2.求：(1)从t ＝0到t ＝t 0时间内线圈中产生的电动势； (2)从t ＝0到t ＝t 0时间内线圈的电功率； (3)t 0的值．1.【答案】：ABD【解析】：由法拉第电磁感应定律知线圈中O 至D 时间内的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝2×10－30.012 V ＝0.4V ，D 项正确；由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率ΔΦΔt 决定，而任何时刻磁通量的变化率ΔΦΔt 就是Φ-t 图像上该时刻切线的斜率，不难看出O 时刻处切线斜率最大，D 点处切线斜率最小为零，故A 、B 正确，C 错误．2．【答案】：A【解析】：正方形线圈内磁感应强度B 的变化率ΔB Δt ＝BΔt ，由法拉第电磁感应定律知，线圈中产生的感应电动势为E ＝nS ΔB Δt ＝n ·a 22·B Δt ＝na 2B2Δt，选项A 正确．3．【答案】：ABC【解析】：磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，故A 、B 错；当磁通量由不为零变为零时，闭合电路的磁通量发生改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C 错，D 对．4.【答案】：C【解析】：由于导体棒中无感应电流，故棒只受重力作用，导体棒做平抛运动，水平速度v 0不变，即切割磁感线的速度不变，故感应电动势保持不变，C 正确．5、【答案】：C【解析】：金属框abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B 、D 错误．转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断U a <U c ，U b <U c ，选项A 错误．由转动切割产生感应电动势的公式得U bc ＝－12Bl 2ω，选项C 正确．6、【答案】：D【解析】：A 、B 两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但穿过它们的磁场所在的区域面积是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S 相同，得E A E B ＝1，I ＝E R ，R ＝ρlS (S 为导线的横截面积)，l ＝2πr ，所以I A I B ＝r B r A ，代入数值得I A I B ＝r B r A ＝12.7、【答案】：B【解析】：由电磁感应定律可知电路中感应电动势为E ＝Bl v ，A 错误；感应电流的大小I ＝Bl v r l sin θ＝B v sin θr ，B 正确；金属杆所受安培力的大小F ＝B B v sin θr ·l sin θ＝B 2l v r ，C 错误；热功率P ＝(B v sin θr )2r l sin θ＝B 2l v 2sin θr ，D 错误．8、【答案】：BC【解析】：设三角形金属导轨的夹角为θ，金属杆AB 由O 点经时间t 运动了v t 的距离，则E ＝B v t ·tan θ·v ，电路总长为l ＝v t ＋v t tan θ＋v t cos θ＝v t (1＋tan θ＋1cos θ)，又因为R ＝ρl S ，所以I ＝ER ＝B v S sin θρ(1＋sin θ＋cos θ)，I 与t 无关，是恒量，故选项B 正确．E 逐渐增大，故选项C 正确．9.【答案】：C【解析】：在开始的2 s 内，磁通量的变化量为ΔΦ＝|－2－2|×4×10－2 Wb ＝0.16 Wb ，磁通量的变化率ΔΦΔt ＝0.08 Wb/s ，感应电动势大小为E ＝n ΔΦΔt＝8 V ，故A 、B 错，C 对；第3 s 末虽然磁通量为零，但磁通量的变化率为0.08 Wb/s ，感应电动势不等于零，故D 错．10.【答案】：BC【解析】：由法拉第电磁感应定律知E ∝ΔΦΔt，故t ＝0及t ＝2×10－2 s 时刻，E ＝0，A 错，C 对．t ＝1×10－2s ，E 最大，B 对.0～2×10－2 s ，ΔΦ≠0，E ≠0，D 错． 11．【答案】：(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V 【解析】：(1)由B ＝(2＋0.2t )T 得ΔBΔt ＝0.2 T/s ，故ΔΦΔt ＝S ΔBΔt＝0.04 Wb/s ， E ＝n ΔΦΔt＝4 V.(2)线圈相当于电源，U ab 是外电压，则 U ab ＝ER 1＋R 2R 1＝2.4 V .12．【答案】：(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s 【解析】：(1)由法拉第电磁感应定律得 E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ×12×⎝⎛⎭⎫L 22＝0.4 V .(2)I ＝Er ＝0.4 A ，P ＝I 2r ＝0.16 W.(3)分析线圈受力可知，当细线松驰时有 F 安＝nB t 0I ·L 2＝mg ，I ＝E r ，则B t 0＝2mgrnEL ＝2 T.由图象知B t 0＝1＋0.5 t 0(T)，解得t 0＝2 s.。

高二物理必修三电磁感应知识点电磁感应是物理学中的一个重要概念，是指由磁场的变化引起的感应电流或感应电动势。

电磁感应在我们日常生活中有着广泛的应用，例如发电机、变压器等。

下面将介绍高二物理必修三中的相关电磁感应知识点。

一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的定律。

它的表达式如下：ε = - N ∆Φ/∆t其中，ε表示感应电动势，N表示线圈匝数，∆Φ表示磁通量的变化量，∆t表示时间的变化量。

二、感应电动势的方向根据“左手定则”，我们可以确定感应电动势的方向。

左手握住导线，拇指指向运动方向，其他四指弯曲的方向即为感应电流的方向。

三、自感和互感自感是指磁场变化时，线圈自身感应出的感应电动势。

互感是指线圈之间的磁场相互影响而产生的感应电动势。

四、楞次定律楞次定律描述了感应电流的方向，根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起它产生的磁场的变化。

五、电感电感是指电流在闭合线路内感应自生电动势的能力。

它的单位是亨利，常用的符号是L。

电感和线圈匝数、磁通量以及线圈的几何尺寸有关。

六、互感系数互感系数是用来描述两个线圈之间互相影响程度的物理量。

两个线圈的互感系数越大，它们之间的互感效应就越强。

七、电磁感应的应用1. 发电机：通过恒定的磁场和旋转的线圈，将机械能转化成电能。

2. 变压器：利用电磁感应的原理，改变交流电的电压和电流。

3. 电磁感应炉：利用感应电流的热效应，将电能转化为热能，用于熔炼和加热等工艺。

4. 感应电动机：利用交变磁场在导体内产生感应电流，使电动机转动。

以上是关于高二物理必修三电磁感应的相关知识点。

通过学习和理解这些知识，我们可以更好地理解电磁感应的原理和应用。

电磁感应是现代社会中不可或缺的一部分，它在工业、交通、通信等各个领域都有着广泛的应用，对我们的生活产生着深远的影响。

希望通过本文的介绍，能为大家对电磁感应有更深入的认识和理解。

法拉第电磁感应定律及应用高考要求：1、法拉第电磁感应定律。

、法拉第电磁感应定律。

2、自感现象和、自感现象和自感系数自感系数。

3、电磁感应现象的综合应用。

、电磁感应现象的综合应用。

一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1、 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量磁通量的变化率成正比。

的变化率成正比。

即E ＝n ΔФ/Δt 2、说明：1）在电磁感应中，E ＝n ΔФ/Δt 是普遍适用公式，不论导体回路是否闭合都适用，一般只用来求感应电动势的大小，方向由楞次定律或方向由楞次定律或右手定则右手定则确定。

2）用E ＝n ΔФ/Δt 求出的感应电动势一般是平均值，只有当Δt →0时，求出感应电动势才为瞬时值，若随时间均匀变化，则E ＝n ΔФ/Δt 为定值为定值3）E 的大小与ΔФ/Δt 有关，与Ф和ΔФ没有必然关系。

没有必然关系。

3、 导体在磁场中做切割磁感线运动导体在磁场中做切割磁感线运动1） 平动切割：当导体的运动方向与导体本身垂直，但跟磁感线有一个θ角在匀强磁场中平动切割磁感线时，产生感应电动势大小为：E ＝BLvsin θ。

此式一般用以计算感应电动势的瞬时值，但若v 为某段时间内的平均速度，则E ＝BLvsinθ是这段时间内的平均感应电动势。

其中L 为导体有效切割磁感线长度。

为导体有效切割磁感线长度。

2） 转动切割：线圈绕垂直于磁感应强度B 方向的转轴转动时，产生的感应电动势为：E ＝E m sin ωt ＝nBS m sin ωt 。

3） 扫动切割：长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，棒上产生的感应电动势：①动时，棒上产生的感应电动势：① 以中心点为轴时E ＝0；② 以端点为轴时E＝BL 2ω/2；③；③ 以任意点为轴时E ＝B ω（L 12 －L 22）／2。

二、自感现象及自感电动势二、自感现象及自感电动势1、 自感现象：由于导体本身自感现象：由于导体本身电流电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学的基础定律之一，它描述了导体中感应电动势与导体上的磁场变化之间的关系。

该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出，经过实验证实并被广泛应用。

本文将介绍法拉第电磁感应定律的原理、公式以及实际应用。

一、定律原理法拉第电磁感应定律是指当导体中的磁通量发生变化时，导体中会感应出电动势和感应电流。

磁通量是一个衡量磁场穿过一个给定表面的大小的物理量。

当磁通量改变时，导体中的自由电子会受到磁力的作用而发生运动，从而产生电流。

这种现象被称为电磁感应。

二、定律公式根据法拉第电磁感应定律，感应电动势（ε）与磁通量变化速率（dΦ/dt）成正比。

其数学表达式如下：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，单位为伏特（V）；dΦ/dt表示磁通量的变化速率，单位为韦伯/秒（Wb/s）。

根据右手定则，可以确定感应电动势的方向。

当磁场的变化导致磁通量增加时，感应电动势的方向与变化的磁场方向垂直且遵循右手定则；当磁通量减少时，感应电动势的方向与变化的磁场方向相反。

三、应用举例1. 电磁感应产生的电动势可用于发电机的工作原理。

发电机通过转动磁场与线圈之间的磁通量变化来产生感应电动势，最终转化为电能供应给电器设备。

2. 感应电动势也可以应用于感应加热。

感应加热是通过变化的磁场产生的感应电流在导体中产生焦耳热，实现对物体进行加热的过程。

这种方法广泛用于工业领域中的加热处理、熔化金属等。

3. 感应电动势还可以实现非接触的测量。

例如，非接触式转速传感器利用感应电动势来实现对机械设备转速的测量。

四、实验验证1831年，法拉第进行了一系列实验来验证他提出的电磁感应定律。

其中最著名的实验是在一个充满磁铁的线圈中将另一个线圈移动。

当第一个线圈移动时，第二个线圈中就会感应出电流。

这一实验结果验证了法拉第的理论，为电磁感应定律的确认提供了强有力的证据。

五、应用发展法拉第电磁感应定律为电磁学的发展奠定了基础。

法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述变化磁场引起感应电动势和感应电流产生的物理规律。

该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现并提出。

它在电磁学、电动机、发电机和变压器等领域有着广泛的应用。

本文将对法拉第电磁感应定律的原理、应用和相关实验进行详细介绍。

一、法拉第电磁感应定律的原理法拉第电磁感应定律主要包括两个方面的内容：磁通量的变化引起感应电动势，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。

下面将对这两个方面进行详细阐述。

1. 磁通量的变化引起感应电动势当磁场的磁通量通过一个线圈时，如果磁场的强度发生变化，即磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电动势。

感应电动势的方向由勒沃瓦定律决定，即感应电动势的方向使得通过线圈的电流的磁场的方向抵消原磁场的变化。

如果磁通量的变化率为Φ/t，线圈的匝数为N，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：ε = -NΦ/t其中，ε表示感应电动势，N表示线圈的匝数，Φ表示磁通量，t表示时间。

2. 感应电动势的大小与磁通量变化率成正比当磁通量变化率较大时，所产生的感应电动势也相应增大。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。

即感应电动势的大小为Φ/t的导数。

当磁通量以一定的速率改变时，线圈中产生的感应电动势也以相同的速率改变。

二、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在许多领域有着广泛的应用，尤其是在发电、电动机和变压器等设备中。

1. 发电机发电机是运用法拉第电磁感应定律制造的。

利用机械能驱动导线在磁场中运动，使得磁通量发生变化，从而产生感应电动势。

通过外部电路连接，感应电动势驱动电子流动，最终转化为电能。

2. 变压器变压器是利用法拉第电磁感应定律制造的。

变压器通过磁场感应来实现电能的传递和变换。

当交流电通过变压器的一侧线圈时，由于电流的改变引起磁场的改变，从而在另一侧线圈中感应出电动势，实现电能的输送和变压。

3. 电磁感应传感器电磁感应传感器是利用法拉第电磁感应定律制造的。

高二物理教案法拉第电磁感应定律9篇法拉第电磁感应定律 1教学目标知识目标1、知道决定感应电动势大小的因素；2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；3、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；4、会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小；能力目标1、通过学生实验，培养学生的动手能力和探究能力.情感目标1、培养学生对实际问题的分析与推理能力。

培养学生的辨证唯物注意世界观，尤其在分析问题时，注意把握主要矛盾.教学建议教材分析理解和应用法拉第电磁感应定律，教学中应该使学生注意以下几个问题：⑴要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念.⑵求磁通量的变化量一般有三种情况：当回路面积不变的时候，；当磁感应强度不变的时候，；当回路面积和磁感应强度都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候，（是回路面积在与垂直方向上的投影）.⑶ E是时间内的平均电动势，一般不等于初态和末态感应电动势瞬时值的平均值，即：⑷注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的磁通量变化率取绝对值，感应电动势也取绝对值，它表示的是感应电动势的大小，不涉及方向.⑸公式表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小，是一个重要的公式.要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一个特殊形式，当导体做切割磁感线的运动时，使用比较方便.使用它计算时要注意B、L、v这三个量的方向必须是互相垂直的，遇到不垂直的情况，应取垂直分量.建议在具体教学中，教师帮助学生形成知识系统，以便加深对已经学过的概念和原理的理解，有助于理解和掌握新学的概念和原理.在法拉第电磁感应定律的教学中，有以下几个内容与前面的知识有联系，希望教师在教学中加以注意：⑴由“恒定电流”知识知道，闭合电路中要维持持续电流，其中必有电动势的存在；在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流也必然要存在对应的感应电动势，由此引出确定感应电动势的大小问题.⑵电磁感应现象中产生的感应电动势，为人们研制新的电源提供了可能，当它作为电源向外供电的时候，我们应当把它与外电路做为一个闭合回路来研究，这和直流电路没有分别；⑶用能量守恒和转化来研究问题是中学物理的一个重要的方法.化学电源中的电动势表征的是把化学能转化为电能的本领，感应电动势表征的是把机械能转化为电能的本领.教法建议法拉第电磁感应定律的重点是研究决定感应电动势大小的因素是什么，这一知识点无法从前面的知识得出，因此做好实验，从实验中分析归纳出法拉第电磁感应定律的内容，是学好这部分知识的关键；由于上一节学习产生感应电流的条件时，就使学生明确了穿过闭合电路的磁通量变化与否，决定了感应电流的有无，因此，本节实验的重点是使学生观察感应电流的大小与什么因素有关.对于程度比较好的学校，建议将实验改为学生分组完成，学生自己进行探究，教师加以引导分析.关于感应电动势的几点教学建议本节教材讲述了感应电动势的概念，通过对实验的定性分析，得出感应电动势的大小跟哪些因素有关系，最后给出了计算感应电动势大小的公式：，但没有讲述法拉第电磁感应定律.在讲授这节教材时，要注意概念、定律的建立过程，使学生知其所以然，防止学生死记几条干巴巴的结论.（1）感应电动势概念的建立：如何搞好物理概念的教学，这是一个很值得研究的课题.对此，各人虽有不同主张，但都很注意在抓好概念的引入、理解和应用这些环节上下功夫.在感应电动势概念的教学中，也应注意这几个环节.①引入感应电动势的概念时，教材利用前面几章学过的电动势、闭合电路欧姆定律等知识来分析产生感应电流的电路，得出既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中必然有电动势.在电磁感应现象中，产生的电动势叫感应电动势.教学实践表明，这样引入学生较易接受.②比较概念之间的内在联系，是一种使学生深刻理解概念本质的好方法.由感应电流过渡到感应电动势，对学生来说是从具体到抽象，从现象到本质的认识深化过程.为了让学生认识感应电流与感应电动势的区别和联系，教师可以用大型电流表和电压表演示电路在接通与断开条件下的回路电流与路端电压，让学生看到回路断开时，没有感应电流，但路端电压（即感应电动势）仍存在.而电路中出现感应电流，是要以电路闭合与电动势的同时存在为前提条件.从而说明感应电动势的有无，完全决定于穿过回路的磁通量的变化，与回路的通断，回路的组成情况等无关.而电路中的感应电流存在，只是在闭合电路中有感应电动势存在的必然结果.对纯电阻电路，感应电流强度与感应电动势的数量关系满足 .教师通过上述演示和分析对比，使学生了解到，电磁感应现象中感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质.③让学生把初学的概念在实际问题中加以应用，对巩固和深化概念很有效.教师可以教材中产生感应电流的二个实验，即图1、图2为例，让学生找一找，电路中哪部分导体产生了感应电动势，起到了电源的作用（在图1中是AB导体、图2中是线圈B）.（3）感应电动势的大小：可利用课本图4-1和图4-2的实验装置，演示在闭合电路内磁通量变化快慢不同的情况下，产生的感应电流大小不同，从而分析出感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关.然后直接指出：理论和实践证明，导体在匀强磁场中作切割磁感线运动时，在B、l、v互相垂直的情况下，产生的感应电动势的大小可用公式来计算，即感应电动势的大小跟磁感应强度、导体长度、导体运动速度成正比.在演示中要注意说明：①磁铁相对线圈运动的快慢不同时或导体切割磁感线的快慢不同时，磁通量变化的快慢不同.②由于产生感应电流的闭合回路情况没有变化，所以感应电流大小的变化反映了感应电动势大小的变化.由于必修课中不讲法拉第电磁感应定律，公式不能从理论推导出来，为了便于学生接受和理解与B、l、v的正比关系，可以采用下述教法.利用图2来分析与B、l、v的关系.图中abcd为放在匀强磁场中的矩形线框，线框平面跟磁感线垂直，让线框中长为l的可滑动导体ab，以速度v向右运动，单位时间内运动到 .由图可以看出，lv是导体在单位时间内扫过的面积大小，Blv是单位时间内导体切割磁感线的条数，即单位时间内磁通量的变化.由此可见，当B、l、v 各量越大时，单位时间内穿过闭合回路的磁通量变化越大，或者说磁通量变化得越快，这时产生的感应电动势就越大.公式反映了感应电动势跟B、l、v成正比.讲完决定感应电动势大小的规律之后，可让学生通过练习来掌握规律.除了做节后的例题之外，还可把课本中练习二（1）题和习题（5）题在课堂上讨论，必要时可再适当补充一些基础练习.法拉第电磁感应定律的教学设计方案引入部分示例：复习提问：1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？（引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的）2：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？（引导学生回答：电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在）引入新课：在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源.1：引导学生找出下图中相当于电源的那部分导体？法拉第电磁感应定律 2教学目标知识目标1、知道决定感应电动势大小的因素；2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；3、理解的内容和数学表达式；4、会用解答有关问题；5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小；能力目标1、通过学生实验，培养学生的动手能力和探究能力.情感目标1、培养学生对实际问题的分析与推理能力。

法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是关于电磁感应现象中电动势产生的定律。

它是英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年通过实验观察到的。

法拉第电磁感应定律揭示了磁场变化引起的感应电流现象，为电磁学的发展做出了重要贡献。

法拉第电磁感应定律的表述为：“当一根导体在磁场中运动或磁场变化时，产生在导体两端的电动势的大小与导体在磁场中运动的速度或磁场变化速率成正比。

”根据法拉第电磁感应定律，可以得出以下三个定律：第一定律：当导体与磁场垂直时，导体中不会产生电动势。

第二定律：当导体与磁场夹角不为零时，导体中会产生感应电动势。

电动势的大小正比于导体在磁场中的速度。

第三定律：当导体与磁场夹角不为零时，导体中会产生感应电动势。

电动势的大小正比于导体所受磁场变化率。

法拉第电磁感应定律的应用非常广泛。

它为电磁感应现象的解释提供了基础，也为电能转换和电磁设备的设计提供了理论依据。

根据法拉第电磁感应定律，我们可以理解一些实际应用。

例如发电机的工作原理就是基于电磁感应定律的。

当磁场和导体的相对运动产生变化时，导体中就会产生感应电动势，从而产生电流。

这就是发电机将机械能转化为电能的原理。

另外，电磁感应定律还可以解释变压器的工作原理。

当交流电通过一个线圈时，会产生交变磁场。

而接近该线圈的另一个线圈中会感应出电动势，从而产生电流。

这个原理被应用于变压器的步进调压、信号传输和能量传输等领域。

同时，法拉第电磁感应定律也可以用于电磁感应的实验教学。

通过实验，学生可以观察到磁场变化对电动势的影响，进而理解电磁感应的基本原理。

在理论研究和工程应用中，法拉第电磁感应定律为我们解决问题提供了重要的参考。

通过对电磁感应现象的深入理解，人们能够更好地利用电磁力和电磁感应现象，使其为社会经济发展和科学研究带来更多的益处。

总之，法拉第电磁感应定律是电磁学中一项重要的定律，它揭示了磁场变化会引起感应电动势的规律。

这一定律为电磁学的研究和应用提供了理论基础，也在发电、变压器和实验教学等领域有广泛应用。

一、电磁感应现象1、磁通量：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，即；一般情况下，当平面S不跟磁场方向垂直时，，为平面S在垂直于磁感线方向上的投影。

当磁感线与线圈平面平行时，磁通量为零。

2、产生感应电流的条件可归结为两点：①电路闭合；②通过回路的磁通量发生变化。

3、磁通量是双向标量。

若穿过面S的磁通量随时间变化，以、分别表示计时开始和结束时穿过面S的磁通量的大小，则当、中磁感线以同一方向穿过面S时，磁通量的改变；当、中磁感线从相反方向穿过面S时，磁通量的改变。

4、由于磁感线是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零，即＝0。

如穿过地球的磁通量为零。

二、法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1、法拉第电磁感应定律的数学表达式为，它指出感应电动势既不取决于磁通量φ的大小，也不取决于磁通量变化Δφ的大小，而是由磁通量变化的快慢等来决定的，由算出的是感应电动势的平均值，当线圈有相同的ｎ匝时，相当于ｎ个相同的电源串联，整个线圈的感应电动势由算出。

2、公式中涉及到的磁通量Δφ的变化情况在高中阶段一般有两种情况：①回路与磁场垂直的面积s不变，磁感应强度发生变化，则Δφ＝ΔBS，此时，式中叫磁感应强度的变化率。

②磁感应强度B不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则Δφ＝BΔS。

若遇到B和S都发生变化的情况，则。

3、回路中一部分导体做切割磁感线运动时感应电动势的表达式为，式中ｖ取平均速度或瞬时速度，分别对应于平均电动势或瞬时电动势。

4、在切割磁感线情况中，遇到切割导线的长度改变，或导线的各部分切割速度不等的复杂情况，感应电动势的根本算法仍是，但式中的ΔΦ要理解时间内导线切割到的磁感线的条数。

三、疑难辨析：1、对于法拉第电磁感应定律E=应从以下几个方面进行理解：①它是定量描述电磁感应现象的普遍规律，不管是什么原因，用什么方式所产生的电磁感应现象，其感应电动势的大小均可由它进行计算。

法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律：量的变化率成正比。

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通在电磁感应现象中，??，其中n公式：为线圈的匝数。

nE＝t?法拉第电磁感应定律的理解??nE＝发生变（1当线圈面积）S不变，垂直于线圈平面的磁场B的两种基本形式：①t?SS?BB?不变，垂直于磁场发生变化时，的线圈面积S。

；②化时，当磁场B nEE＝n＝t?t???的大小φφ，（2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率与的大小及△t?没有必然联系。

?B??均匀变化，B为恒定（如：面积S不变，磁场S，或磁场B（3不变，面积）若k?tt????S?）也为变化量，，则感应电动势恒定。

若为变化量，则感应电动势E均匀变化，?k?t?t?????的极限值才等于瞬时感△t时间内平均感应电动势，当△t→0时，计算的是nEE＝n＝t??t应电动势。

???、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率2??t?B为磁场1）磁通量是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为，其中θ（???sinBS＝S与线圈平面的夹角。

?，差量之磁磁通量与初状态的通量（2）磁通的变化圈指线中末状态的???12，计算磁通量以及磁通量变化时，要注意磁通量的正负。

???－＝?12??是描述磁通量变化快慢的物理量。

表示回路中（3）磁通量的变化率。

磁通量的变化率t????图象上某点切线的斜率。

平均感应电动势的大小，是与以及没有必然联系。

???t?t?、对公式E =Blv的研究3 1）公式的推导（的匀强磁场中，当棒以，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B取长度为1的导体棒ab、af=evB的作用，这将使的棒中自由电子就将受到洛仑兹力速度v做垂直切割磁感线运动时，b作用外又将受到电场力f两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受b b、小，棒两端积累的电荷继续增加，直至电场b两端积累的电荷少，电场弱，=eEf，开始af cc棒形成一个感应电abf力与洛仑兹力平衡：f=f。