法拉第电磁感应定律

1 / 10 法拉第电磁感应定律 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲 山课件 m 学校：临清实高学科：物理 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 2 / 10 (c)线圈中的感应电流每秒钟减少 2A（ D）线圈中的电流是2A 4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 (c)穿过线圈的磁通量越大，线圈 中的感应电动势越大 (D)线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大 (E)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，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： :17. 3 / 10 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4 / 10 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，5 / 10 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6 / 10 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 7 / 10 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（） 8 / 10 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9 / 10 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=、 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 /s.开始时 S 未闭合， R1=4 ，10 / 10 R2=6 ， c=