高中物理 1.3 法拉第电磁感应定律同步备课课件 教科版选修32.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 理解感应电动势的概念 2 理解和掌握确定感应电动势大小的一般规律 法拉第电磁感应定律 并会用其计算感应电动势的大小 3 能够运用e blv或e blvsin 计算导体切割磁感线时的感应电动势 3法拉第电磁感应定律 课标解读1 理解法拉第电磁感应定律2 通过对公式的推导及应用 提高分析问题 解决问题的能力 教学地位本节知识是高考命题的热点 与楞次定律及电路知识相组合 即可以选择题的形式命题 也可以计算题的形式命题 题目难度中等 新课导入建议穿过闭合电路的磁通量发生变化时 电路中就有感应电流 根据电路知识可知 有电流就一定有电动势 即使电路不闭合 虽然没有感应电流 但电动势依然存在 这种情况下的电动势称为感应电动势 那么感应电动势的大小与哪些因素有关呢 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 同学之间可进行讨论 步骤1 导入新课 本节教学地位分析 步骤2 老师提问 检查预习效果 可多提问几个学生 步骤3 师生互动完成 探究1 互动方式 除例1外可再变换命题角度 补充一个例题以拓展学生思路 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况并点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式同完成 探究1 相同 步骤7 完成 探究3 重在讲解规律方法技巧 步骤8 指导学生完成 当堂双基达标 验证学习情况 步骤9 先由学生自己总结本节的主要知识 教师点评 安排学生课下完成 课时作业 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 同学之间可进行讨论 演示结束 1 基本知识定义 由产生的电动势 叫感应电动势 产生电动势的那部分导体相当于电源 感应电动势 电磁感应 2 思考判断 1 产生感应电动势的那部分导体两端的电压一定等于感应电动势 2 产生感应电动势的那部分电路中的电流由电势较低处流向电势较高处 3 产生感应电动势的那部分导体的电阻相当于电源的内电阻 3 探究交流感应电动势的大小与什么因素有关 提示 感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关 法拉第电磁感应定律 变化率 线圈匝数 变化率 3 探究交流在电磁感应现象中 若电路不闭合 但穿过电路的磁通量发生变化 是否还存在感应电流 有没有感应电动势 提示 在电磁感应现象里 不管电路是否闭合 只要穿过电路的磁通量发生变化 电路中就有电动势 如果电路是闭合的 就有感应电流 若电路是断开的 则不会有感应电流 但感应电动势仍然存在 1 基本知识 1 在匀强磁场中 当磁场方向 导体棒与导体棒的运动方向三者相互垂直时 e 导体切割磁感线产生的感应电动势 blv 图1 3 1 2 导体棒与磁场方向垂直 导体棒的运动方向与导体棒本身垂直 但与磁场方向夹角为 时 e blvsin 图1 3 2 问题导思 1 如何计算磁通量 磁通量的变化量 2 在 t图像中 用什么反映磁通量变化率的大小 3 磁通量 磁通量的变化量 磁通量的变化率与线圈匝数有关吗 磁通量 磁通量的变化量 一个200匝 面积为20cm2的线圈放在磁场中 磁场的方向与线圈平面成30 角 若磁感应强度在0 05s内由0 1t增加到0 5t 在此过程中磁通量变化了多少 磁通量的平均变化率是多少 线圈中感应电动势的大小是多少伏 审题指导 解答本题的思路如下 答案 4 10 4wb8 10 3wb s1 6v 1 2013 成都实验中学高二检测 图1 3 3中a d所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量 随时间t变化的图像 关于回路中产生的感应电动势的下列论述 正确的是 图1 3 3 a 图a中回路产生的感应电动势恒定不变b 图b中回路产生的感应电动势一直在变大c 图c中回路在0 t1时间内产生的感应电动势小于在t1 t2时间内产生的感应电动势d 图d中回路产生的感应电动势先变小再变大 解析 磁通量 随时间t变化的图像中 斜率表示感应电动势 所以图a中不产生感应电动势 图b中产生恒定的感应电动势 图c中0 t1时间内的感应电动势大于t1 t2时间内的感应电动势 图d中感应电动势先变小再变大 答案 d 对e blvsin 的理解 1 对e blvsin 的理解 1 该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论 通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势 若v为平均速度 则e为平均电动势 2 当b l v三个量方向相互垂直时 e blv 当有任意两个量的方向平行时 e 0 3 式中的l应理解为导体切割磁感线时的有效长度 如图1 3 4所示 导体切割磁感线的情况应取与b和v垂直的等效直线长度 即ab的弦长 图1 3 4 4 该式适用于导体平动时 即导体上各点的速度相等时 图1 3 5 6 公式中的v应理解为导线和磁场的相对速度 当导线不动而磁场运动时 也有电磁感应现象发生 1 切割磁感线的导体中产生感应电动势 该部分导体等效为电源 电路中的其余部分等效为外电路 2 对于一个闭合电路 关键要明确电路的连接结构 分清哪部分相当于电源 哪些组成外电路 以及外电路中的串 并联关系 3 一般高中阶段只考查b l v相互垂直的情况 即sin 1的情况 如图1 3 6所示 导体棒ab长为l沿倾角为 的斜导轨以速度v下滑 匀强磁场磁感应强度为b 求 1 若磁感应强度b的方向垂直于斜导轨向上 导体棒ab中产生的感应电动势为多大 2 若磁感应强度b的方向竖直向上 导体棒ab中产生的感应电动势为多大 图1 3 6 审题指导 1 使用公式e blvsin 进行计算比较方便 但要注意各种情况下夹角 的分析 2 为便于正确分析角度和一些物理量的方向 将立体图改画成平面图 解析 将题给的立体图示改画成平面图 如图所示 1 当磁感应强度b的方向垂直于斜导轨向上时 导体棒ab的速度方向与b是垂直的 则感应电动势e1 blv 2 方法一 当磁感应强度b的方向竖直向上时 此时v与b的夹角 90 则e2 blvsin 90 blvcos 方法二 将棒的速度v分解为垂直于b和平行于b的两个分量 只有垂直于b的速度分量v vcos 才对产生感应电动势有贡献 所以e2 blv blvcos 答案 1 blv 2 blvcos 2 2012 巴中高二期中 如图1 3 7所示 一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路 虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直于回路所在的平面 回路以速度v向右匀速进入磁场 直径cd始终与mn垂直 从d点到达边界开始到c点进入磁场为止 下列结论正确的是 图1 3 7 答案 cd 2013 成都检测 如图1 3 8所示 导线全部为裸导线 半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁场 磁感应强度为b 一根长度大于2r的导线mn以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动 电路的固定电阻为r 其余电阻忽略不计 试求mn从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻r上的电流的平均值及通过的电荷量 综合解题方略 感应电荷量的 求解方法 图1 3 8 图教1 3 1 1 该发电装置的电动势 2 通过电阻r的电流强度 3 电阻r消耗的电功率 审题指导 解答本题时按以下思路分析 1 两金属板间河水的流动 等效电源 电源内阻r 2 法拉第电磁感应定律 感应电动势e 3 闭合电路欧姆定律 电流 功率 1 关于某一闭合电路中感应电动势e的大小 下列说法中正确的是 a e跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比b e跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量大小成正比c e跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比d 某时刻穿过线圈的磁通量为零 该时刻e一定为零 解析 磁通量变化量表示磁通量变化大小 磁通量变化率表示磁通量变化快慢 感应电动势与磁通量变化率成正比 和磁通量及其变化量都无必然联系 答案 c 2 穿过单匝闭合线圈的磁通量在6秒钟内均匀地增大12wb 则 a 线圈中的感应电动势将均匀增大b 线圈中的感应电流将均匀增大c 线圈中的感应电动势将保持2v不变d 线圈中的感应电流将保持2a不变 答案 c 3 2013 成都实验外国语学校检测 如图1 3 9所示 在竖直向下的匀强磁场中 将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出 设在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的大小变化情况是 图1 3 9 a 越来越大b 越来越小c 保持不变d 无法判断 解析 金属棒被水平抛出后做平抛运动 切割速度保持v0不变 故感应电动势e blv0保持不变 故c对 a b d都错 答案 c 4 如图1 3 10所示 水平放置的平行金属导轨 相距l 0 50m 左端接一