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文档简介

选修3-2第四章第4节法拉第电磁感应定律课前预习学案一、预习目标(1)知道什么叫感应电动势。(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、二、预习内容1、什么是感应电动势和反电动势在电磁感应现象中,当_,必产生电动势,这种电动势叫做感应电动势。2、法拉第电磁感应定律的内容是什么电路中感应电动势的大小跟_成正比,这个规律就叫做法拉第电磁感应定律,其表达式为_。3穿过一个电阻为R=1的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb,则:(A)线圈中的感应电动势每秒钟减少2V (B)线圈中的感应电动势是2V (C)线圈中的感应电流每秒钟减少2A (D)线圈中的电流是2A4下列几种说法中正确的是:(B) 线圈中的磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大(D) 穿过线圈的磁通量越大,线圈中的感应电动势越大(F) 线圈放在磁场越强的位置,线圈中的感应电动势越大(H) 线圈中的磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大5有一个n匝线圈面积为S,在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了,则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ,磁通量的变化率为 ,穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ,磁通量的变化率为 。 6如图1所示,前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置,第一次用时0.2S,第二次用时1S;则前后两次线圈中产生的感应电动势之比 7如图2所示,用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出设线框的面积为S,磁感强度为B,线框电阻为R,那么在拉出过程中,通过导线截面的电量是_自主学习答案: 3.BD 4.D 5. 6.5:1 7.三、提出疑惑在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况?恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。课内探究学案一、学习目标(1)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式,知道E=BLvsin如何推得。(2)会用和E=BLvsin解决问题。 学习重难点:重点:法拉第电磁感应定律的建立和理解难点:(1).磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。(2).理解E=n/t是普遍意义的公式,计算结果是感应电动势相对于t时间内的平均值,而E=BLv是特殊情况下的计算公式,计算结果一般是感应电动势相对于速度v的瞬时值。二、学习过程探究一:感应电动势在图a与图b中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势?电路断开,肯定无电流,但有电动势。电动势大,电流一定大吗?电流的大小由电动势和电阻共同决定。图b中,哪部分相当于a中的电源?螺线管相当于电源。图b中,哪部分相当于a中电源内阻?线圈自身的电阻。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.有感应电动势是电磁感应现象的本质。探究二:电磁感应定律问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?问题3:第一个成功实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同?探究三:导线切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时,感应电动势如何计算呢?用CAI课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?三. 反思总结教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。-让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。四 当堂检测展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示) 解析:设在t时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt据法拉第电磁感应定律,得E=BLv这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解(1)B,L,V两两垂直(2)导线的长度L应为有效长度(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角,感应电动势可用上面的公式计算吗?教师:让我们进行下面的推导。用CAI课件展示如图所示电路,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导体棒以v斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。解析:可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsin和平行于磁感线的分量v2=vcos。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsin强调在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),指v与B的夹角。例题2:下列说法正确的是( ) A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大例题3:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。解:由电磁感应定律可得E=n/t 由 联立可得E=n /t代如数值可得课后练习与提高1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比点评:熟记法拉第电磁感应定律的内容2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有 ( )A.磁通量的变化率 B.感应电流的大小C.消耗的机械功率 D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量点评:插到同样位置,磁通量变化量相同,但用时不同3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流 ( )A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动点评:判断磁通量是否变化4.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动,当线圈处于如图所示位置时,此线圈 ( )A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最小B.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小解析:这时线圈平面与磁场方向平行,磁通量为零,磁通量的变化率最大.5一个N匝的圆线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方向成30角,磁感应强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 ( )A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈的取向解析:A、B中的E虽变大一倍,但线圈电阻也相应发生变化.6如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 ( )A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定点评:理解E=BLv中v是有效切割速度7如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是A.减速运动到停止 B.来回往复运动C.匀速运动 D.加速运动点评:电容器两端电压不变化则棒中无电流8横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内,磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合,R1=4 ,R2=6,C=30 F,线圈内阻不计,求:(1)闭合S后,通过R2的电流的大小;(2)闭合S后一段时间又断开,问S断开后通过R2的电荷

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