鲁科版选修32 1.2 感应电动势与电磁感应定律 学案.docx

1.2感应电动势与电磁感应定律 学案1.知道感应电动势的概念和感应电动势的作用。2.理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式。3.知道公式e=blv的推导过程及其与e=nt的区别和联系,并能应用它们解决问题。1.感应电动势(1)电动势是描述电本领的物理量。(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就会产生感应电流,这说明电路中一定存在一种电动势,这种由现象产生的电动势,叫感应电动势,相当于电。(3)不管电路是否闭合,只要穿过电路的,电路中就有感应电动势。如果电路是闭合的,就有感应电流,如果电路是断开的就没有感应电流,但仍然存在。2.法拉第电磁感应定律(1)设在一定的时间t之内穿过电路磁通量的变化为,则叫做磁通量的变化率,它能说明磁通量变化的。(2)电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成,这就是法拉第电磁感应定律。(3)法拉第电磁感应定律表达式对单匝线圈,e=;对n匝线圈,e=。3.导体切割磁感线产生的感应电动势大小(1)导体垂直切割磁感线时,感应电势势大小e=blv,其中l是,v是导体运动的速度,且l与v。(2)当导体运动速度v的方向与磁场b有一夹角时,产生的感应电动势为e=。主题1感应电动势(1)在教材第一节探究1、探究2、探究3中各发生了怎样的能量转化?电路中哪一部分导体相当于电?(2)当磁通量发生变化时,若电路不闭合,电流表是否会偏转?教材第1节探究1中导线ab和探究2、3中线圈存在感应电动势吗?主题2法拉第电磁感应定律(1)重做教材第1节探究1、探究2和探究3实验,并比较在下列情况下感应电流的大小有什么不同探究1中观察ab切割磁感线的速度大小不同时;探究2中插入和拔出磁铁的快慢不同时;探究3中移动滑动变阻器滑片的快慢不同时。实验说明感应电动势的大小与什么因素有关呢?(2)阅读教材相关内容回答,磁通量变化的快慢用什么表示?越大、越大,t越大吗?根据以往学习的经验,能找一个类似的物理量进行比较吗?(3)阅读教材相关内容,简述法拉第电磁感应定律的内容,写出定律的表达式。主题3导体切割磁感线时产生的感应电动势大小对于导体切割磁感线运动时产生的电动势,除了用法拉第电磁感应定律解决外,能否再总结出一种更为简洁的感应电动势的表达式?(1)长为l的直导线垂直置于匀强磁场中,以速度v做垂直切割磁感线运动,磁感应强度为b(如图甲所示)。试用b、l、v表示ab切割磁感线产生的感应电动势的大小。(2)如果导体运动方向与磁感线不垂直,如图乙所示,设导体棒的速度v与磁感线的夹角为,则感应电动势为多大?1.闭合电路中,感应电动势的大小与穿过它的()。a.磁通量成正比b.磁通量变化量成正比c.磁通量变化率成正比d.磁感应强度成正比2.一条长l=0.20 m的直导线在磁感应强度为b的匀强磁场中,以v=3.0 m/s的速度做切割磁感线运动。若l、v、b三者互相垂直,导线中产生了感应电动势,其大小为0.30 v,则b的大小为()。a.0.50 tb.0.20 tc.0.30 td.0.18 t3.如图所示,一段直导线ab放在匀强磁场中,导线长为20 cm,磁感应强度为0.50 t,导线以方向和导线垂直、大小为5.0 m/s的速度做切割磁感线运动时,a、b两端电势差为;如果将导线在纸面内转过30角,保持速度的大小不变,方向仍跟导线垂直,做切割磁感线运动,ab两端的电势差为。4.如图所示。半径为r的n匝线圈套在边长为l的正方形abcd之外,匀强磁场垂直穿过该正方形。当磁场以bt的变化率变化时,线圈中产生的感应电动势的大小为。拓展一法拉第电磁感应定律e=nt的应用1.如图甲所示,螺线管匝数n=1500,横截面积s=20 cm2,导线的电阻r=1.5 ,r1=3.5 ,r2=25 。穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示规律变化,问(1)穿过螺线管的磁通量的变化率为多大?(2)r2的功率为多大?拓展二公式e=blv的应用2.如图所示,有一夹角为的金属角架,角架所围区域内存在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为b,方向与角架所在平面垂直,一段直导线ab从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动,求(1)t时刻角架的瞬时感应电动势。(2)t时间内角架的平均感应电动势。参考答案知识体系梳理将其他形式的能量转化为电能电磁感应产生感应电动势的那部分导体磁通量发生变化感应电动势t快慢正比tnt导体长度垂直blvsin 重点难点探究主题1(1)探究1中,导体棒ab在外力作用下做切割磁感线运动时,外力克服安培力做功,将机械能转化为电能,ab相当于电;探究2中,磁铁插入或拔出螺线管时,外力克服安培力做功,将机械能转化为电能,螺线管相当于电;探究3中,螺线管a所在电路中电的电能,通过电磁感应转变为螺线管b中的电能,螺线管b相当于电。(2)如果电路是断开的就没有感应电流,所以电流表不会偏转,但感应电动势仍然存在。主题2(1)在探究1中,ab切割磁感线的速度越大,感应电流越大;在探究2中,插入和拔出磁铁越快,感应电流越大;在探究3中,滑动变阻器的滑片移动越快,感应电流越大。这说明感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关,磁通量变化越快,感应电动势越大。(2)磁通量变化的快慢可以用单位时间内磁通量的变化,即磁通量的变化率表示。设在t=t2-t1时间内,磁通量的变化为=2-1,则磁通量的变化率为t。磁通量的变化率t与和无大小上的必然联系,大,不一定大,t也不一定大;反之亦然。它们的情况类似于力学中的v、v及a=vt的关系。(3)内容电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式e=nt。单位1 v=1 wb/s。说明a.e=nt中的n为线圈的匝数。从物理情景看,相当于n个电动势相同的电串联,e为串联后的总电动势。b.若s不变,b随时间变化时,则e=nsbt;若b不变,回路面积s随时间变化时,则e=nbst。主题3(1)在导体棒ab向右运动,经t时间运动到ab,则s=lvt,如图甲所示。根据法拉第电磁感应定律e=t=bst=blvtt=blv,即e=blv。(2)如图乙所示,此时可以把速度v分解为两个分量垂直于磁感线的分量v1=vsin ;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 。基础智能检测1.c2.a3.0.5 v0.5 v4.nl2bt全新视角拓展1.(1)410-3 v(2)1 w【解析】(1)由题图乙有bt=2 t/s所以磁通量的变化率t=bst=410-3 v。(2)由法拉第电磁感应定律有e=nt=nbst=6 v由闭合电路欧姆定律有i=er1+r2+r=63.5+25+1.5 a=0.2 ar2的功率p2=i2r2=1 w。2.(1)