二节法拉电磁感应定律自感涡流备课讲稿.doc

二节法拉电磁感应定律自感涡流备课讲稿 山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练第二节法拉第电磁感应定律自感涡流山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练基础知识梳理 一、法拉第电磁感应定律1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_成正比变化率 (2)公式E_，n为线圈匝数nt山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练2导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直，则E_. (2)EBlvsin，为运动方向与磁感线方向的夹角 (3)导体棒在磁场中转动Blv导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向势匀速转动产生感应电动势EBl v_(平均速度取中点位置线速度12l)12Bl2山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练特别提示Ent求往往用来求t时间内的平均感而应电动势；而EBlvsin常用来求瞬时感应电动式势但两公式又是统一的，一般来说，公式Ent适用于磁场变化求感应电动势，EBlvsin适用于切割磁感线求感应电动势山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练3涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像_状的感应电流 (1)电磁阻尼当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到_，安培力的方向总是_导体的运动 (2)电磁驱动如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来交流感应电动机就是利用_的原理工作的水的旋涡安培力阻碍感应电流电磁感应山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练特别提示自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练课堂互动讲练 一、E与与、以及t的关系1感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率t，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系2磁通量的变化率t是是t图象上某点切线的斜率山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练3若t恒定，则则E不变用用Ent所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势4线圈的磁通量、磁通量的变化量以及磁通量的变化率t都与线圈的匝数无关特别提醒t叫磁通量的变化率，数值上等于单匝线式圈产生的感应电动势公式Ent的中的n为线圈匝数，并不是比例系数山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练即时应用(即时突破，小试牛刀)1.关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是()A穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练解析选选C.根据法拉第电磁感应定律，感应电动势正比于磁通量的变化率，C选项中磁通量变化越快，则磁通量的变化率越大，故C选项正确，A、B选项错误某时刻的磁通量为零，但该时刻磁通量的变化率不一定为零，所以感应电流也就不一定为零，D选项错误，故选C.山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练式 二、对公式Ent和和EBlv的理解1Ent中求的是回路中t时间内的平均电动势2EBlv既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势，也能求瞬时电动势v为平均速度，E为平均电动势；v为瞬时速度，E为瞬时电动势，中其中l为有效长度 (1)EBlv的适用条件导体棒平动垂直切割磁感线，度当速度v与磁感线B不垂直时，要求出垂直于磁感线的速度分量山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练 (2)E12Bl2的适用条件导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割，而不是绕导体棒上中间的某点 (3)EnBSsint的适用条件线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动，与轴的位置无关，与线框的形状无关，当从与中性面垂直的位置开始计时时，为公式变为EnBScost.3式公式Ent和和EBlv是统一的，当前者当t0时，E为瞬时值，者后者v若代入平均速度v，则求出的是平均值，只是一般来说前者求平均感应电动势更方便，后者求瞬时感应电动势更方便山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练特别提醒 (1)对公式EBlv，要在理解的基础上应用，不能随便代入数据如果B、l、v中任意两个量平行，则导体在磁场中运动时不切割磁感线，E0. (2)若导线是曲线，则l应是导线的有效长度，即当导线垂直切割磁感线时，l是两端点的连线在垂直于于v方向上的投影长度 (3)整个回路中感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练即时应用(即时突破，小试牛刀)2(xx年高考山东理综卷)如图921所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右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，直径径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点点进入磁场为止，下列结论正确的是()A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值E mBavD感应电动势平均值E14Bav山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练图图921山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练解析选选ACD.导体切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A正确感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时故的电动势，故E mBav，C正确EtB12a2t2av由得得E14Bav，D正确山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练 三、对自感现象的进一步理解1自感线圈的作用 (1)使线圈中的电流渐变而不突变，即电流从一个值到另一个值总需要一定的时间 (2)在阻碍电流增大的过程中本身储存了磁场能，而在阻碍电流减小的过程中，又把储存的磁场能释放出来 (3)当流过自感线圈的电流不变时，线圈仅起导线(或电阻)的作用山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练2自感电动势的方向 (1)如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大，即感应电流的方向与原电流方向相反 (2)如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小，即感应电流的方向与原电流的方向相同山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练通电自感断电自感电路图器材要求A 1、A2同规格，RR L，L较大L很大(有铁芯)，R L?R A现象在在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭3通电自感和断电自感的对比山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练通电自感断电自感原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯A2的电流增加得慢S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯灯A中电流反向不会立即熄灭若若R LI A，则则A灯熄灭前要闪亮一下若若R LR A，原来的电流I LI A，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下能量转化情况能电能转化为磁场能磁场能转化为电能山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练特别提醒 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，此时含线圈L的的支路相当于断开 (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的I L逐渐变小但流过灯A的的电流方向与原来相反 (3)自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练即时应用(即时突破，小试牛刀)3(xx年杭州学军中学检测)如图922所示，自感线圈的电阻比灯泡的电阻R小得多，图中方框为一直流电源，S一直合上时，灯泡正常发光；S断开的瞬间，经过灯泡的电流方向为aRb，那么()A直流电源的左边为正极B直流电源的右边为正极CS一直合上时，abDS断开的瞬间，ab图图922山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练解析选选BD.S断开瞬间，由于加在线圈和灯泡两端的电压立即消失，通过线圈的电流减小，如果线圈为一直导线时，电流会急剧减小至0，灯泡也立即熄灭；但线圈在电流减小时，会产生自感电动势，阻碍电流的急剧减小，延迟电流变化的时间，线圈原有的电流方向不改变，且通过与之串联的灯泡，使灯泡的亮度逐渐减弱由于线圈原有电流大于灯泡的电流，所以当S断开时，灯泡会先闪亮一下再逐渐熄灭这里线圈相当于灯泡的电源由以上分析可知，经过灯泡的电流为aRb，则线圈中原有的电流方向为bLa，即电源与b点相接处为正极，B选项正确S闭合时，ba；S断开时，线圈相当于电源，则有ab，D选项正确山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练经典题型探究题型一公式En/t的应用有一面积为S100cm2的金属环如图923甲所示，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在在t1到到t2时间内 (1)环中感应电流的方向如何？ (2)通过金属环的电荷量为多少？例例1图图923山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练【解析】 (1)由楞次定律，可以判断出金属环中感应电流的方向为逆时针方向 (2)由图乙可知磁感应强度的变化率BtB2B1t2t1金属环中产生的电动势为EtBtSB2B1t2t1S流环中形成的感应电流IER/tRRt量通过金属环的电荷量QIt由式解得Q?B2B1?SR?0.20.1?1020.1C0.01C.山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练【答案】 (1)见解析 (2)0.01C【归纳领悟】为感应电荷量的计算为QItERttRtR，仅由电路中的电阻和磁通量的变化量决定，与磁通量发生变化的时间无关，本题推导出的感应电荷量的表达式可以直接使用山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练(xx年福建莆田质检)如图924所示，水平面上固定一个间距L1m的光滑平行金属导轨，整个导轨处在竖直方向的磁感应强度B1T的匀强磁场中，导轨一端接阻值R9的电阻导轨上有质量m1kg、电阻r1、长度也为为1m的导体棒，在外力的作用下从t0开始沿平行导轨方向运动，其速度随时间的变化规律是v，不计导轨电阻求题型二公式EBlv的应用例例22t山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练 (1)t4s时导体棒受到的安培力的大小； (2)请在坐标图中画出电流平方与时间的关系(I2t)图象，并通过该图象计算出4s时间内电阻R上产生的热量图图924山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练】【解析】 (1)4s时导体棒的速度是v2t4m/s感应电动势EBlv感应电流IERr此时导体棒受到的安培力F安BIL0.4N. (2)由 (1)可得I2(ERr)24(BLRr)2t0.04t图作出图象如图925所示图图925山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练间在极短时间t阻内电阻R上产生的热量为QI2Rt由由I2t，图象可得，4s时间内电阻R上产生的热量为Q1240.169J2.88J.【答案】 (1)0.4N (2)2.88J【名师归纳】求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类型，然后选取适当规律山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练变式训练如图926所示，平行导轨间距为d，左端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是()图图926山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练A.BdvR B.BdvsinR C.BdvcosR D.BdvRsin解析选选D.导体切割磁感线的长度ldsin产生的电动势为EBLvBdvsin电流为IERBdvRsin.山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练(满分样板12分)如图927所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r00.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l0.20m有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为Bkt，比例系数k0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直题型三感生电动势、动生电动势同时存在的问题例例3山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练图图927在在t0时刻，金属杆紧靠在P、Q端端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t6.0s时时金属杆所受的安培力山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练【思路点拨】金属杆运动产生动生电动势，磁场变化产生感生电动势，回路中的总电动势大小等于动生电动势和感生电动势之和山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练?解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！用用a表示金属杆运动的加速度，则在在t时刻，金属杆与初始位置的距离为x12at2(2分)度此时杆的速度vat.(1分)这时，杆与导轨构成的回路的面积为Sxl(1分)回路中的感应电动势为ESBtBlvSkBlv(2分)山东水浒书业有限公司.yhfabook.优化方案系列丛书第第9章章电磁感应基础知识梳理经典题型探究知能优化演练课堂互动讲练回路总电阻为R2xr0(1分)回路感应电流为IE/R(1分)作用于杆的作用力为FBlI(1分)解得F3k2l22r0t(2分)代入数据得F1.44103N(