山东省德州市乐陵一中高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律应用学案(一）新人教版选修32(1).doc

山东省德州市乐陵一中高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律应用学案(一）新人教版选修3-2学习目标：1 知道感生电动势和动生电动势2 理解感生电动势和动生电动势的产生机理3 掌握感生电动势和动生电动势的方向判断方法4 掌握电磁感应现象和电路问题相结合的处理方法学习重点：掌握感生电动势和动生电动势的方向判断方法掌握电磁感应现象和电路问题相结合的处理方法学习难点：感生电动势和动生电动势的产生机理电磁感应现象和电路问题相结合的处理方法自主学习一。复习回顾1什么是电动势？2感应电流产生的条件是什么？3当闭合回路中产生感应电流时，如何判断感应电流的方向？4若闭合电路的部分导体因切割磁感线而在电路中产生感应电流，还可以用怎样的方法来判这部分导体内感应电流的方向？二感应电场与感生电动势1.感应电场：（1）定义：变化的的磁场能在周围空间激发 ，这种电场叫感应电场。（2）方向：就是 的方向，用 判断.（3）电场线：是 的曲线。（注意：静止的电荷激发的电场叫 电场，其电场线是由 出发到 终止，电场线不闭合。而感应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。）2.感应电动势：由 电场使导体产生的感应电动势称为感应电动势。其大小可根据 定律 ，e= 进行计算。产生感应电动势的那部分导体相当于 ，这部分电路相当于内电路，当它与外电路连接后就会对外供电。内电路中的电流方向就是感应电场的方向。可见：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因.课堂练习（一）如图,100匝线圈两端a,b与一个电压表相连.线圈内有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化 (1) 电压表的读数应该等于多少？ (2) 请在线圈位置上标出感生电场的方向 (3) 、两端，哪端应该与电压表标号的接线柱连接？三洛伦兹力与动生电动势1.动生电动势： 时产生感生电动势，其大小可根据e= 进行计算，方向根据 定则来判断。2. 动生电动势的产生机理如图，导体棒以速度v垂直切割磁感线，试分析：（1）导体中自由电荷受到的洛伦兹力方向如何？（2）导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?（3）导体棒的哪端电势比较高?（4）如果用导线把导体棒的两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的? v 总结：动生电动势是由于导体中的自由电子受到 的作用引起的，使自由电子做定向运动的非静电力就是 力。四电磁感应中的电路问题解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。一般解此类问题的基本思路是：明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源正确分析电路的结构，画出等效电路图结合有关的电路规律建立方程求解课堂练习（二）1.用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，m、n两点间的电压分别为ua、ub、uc和ud . 下列判断正确的是 ( ) a.uaubucud b. uaubuduc mc.ua=ubuc=ud d.ubuauducmdabcmnnnmn2.如图所示，圆环a和b的半径之比r1r2=21，且是粗细相同，用同样材料的导线构成，连接两环导线的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中的两种情况下，ab两点的电势差之比为多少？ 巩固训练：1.用均匀导线做成的正方形线框，每边长为0.2米，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以每秒10特斯拉的变化率增强时，线框中a、b两点电势差是：( )a.uab0.1伏； b.uab0.1伏；c.uab0.2伏； d.uab0.2伏2.如图所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻多别为rab和rcd，且rabrcd，处于匀强磁场中。金属棒cd在力f的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是 ( )auabucd buab=ucd cuabucd d无法判断3. 如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2在先后两种情况下 （ ）a线圈中的感应电流之比为i1i2=21 b线圈中的感应电流之比为i1i2=12abc线圈中产生的焦耳热之比q1q2=14 d通过线圈某截面的电荷量之比q1q2=124.如上图所示，在通有电流i的无限长的直导线旁边放有一导线ab与其平行，当长直导线中向上的电流i减小时，导线ab两端的电势高低情况是：（ ）a.uaub b.ua=ub c.uaub d.无法确定5.如图所示，在磁感应强度为0.2t的匀强磁场中，有一长为0.5m的导体ab在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，r1=r2=20，其它电阻不计，则流过ab的电流是 。6. 把总电阻为2r的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a、电阻等于r、粗细均匀的金属棒mn放在圆环上，它与圆环始终保持良好的电接触。当金属以恒定速度向右移动，经过环心o时，求：（1）棒上电流的大小和方向，以及棒两端的电压umn。（2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率。7.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为b=0.2t，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯l1、l2，两灯的电阻均为r =2，一金属棒mn与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0=5m/s