山东省威海二中高中物理 法拉第电磁感应定律导学案 教科版选修3-2

1 第三节第三节 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 课标课标 理解法拉第电磁感应定律 学习目标学习目标 1 能说出什么是感应电动势 2 能记住法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式 会应用法拉第电磁感应定 律解答有关问题 3 能记住导体切割磁力线产生的电动势的推导及意义 能够用来解答相关问题 重点难点重点难点 2 3 课程导学 课程导学 一 感应电动势 1 感应电动势 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 这部分导体的电阻相 当于电源内阻 2 产生条件 3 感应电动势与感应电流的关系 闭合电路欧姆定律 练习 1 下面说法正确的是 A 线圈中的磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势就越大 B 线圈中的磁通量变化越快 线圈中产生的感应电动势就越大 C 线圈中的磁通量越大 线圈中产生的感应电动势就越大 D 线圈放在磁场越强的地方 线圈中产生的感应电动势就越大 二 法拉第电磁感应定律 1 法拉第电磁感应定律 1 内容 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比 2 公式 N 为线圈匝数 3 感应电动势 E 与磁通量变化率 t 成正比 与磁通量 磁通量变化量 无直接联系 练习 3 如图所示 空间存在两个磁场 磁感应强度大小均为B 方向相反且垂直纸面 练习 2 2 MN PQ为其边界 OO 为其对称轴 一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd 回路 在纸面内以恒定速度 0 向右运动 当运动到关于OO 对称的位置时 A 穿过回路的磁通量为零 B 回路中感应电动势大小为 2Bl 0 C 回路中感应电流的方向为顺时针方向 D 回路中ab边与cd边所受安培力方向相同 2 导线切割磁感线时的感应电动势 公式 E 1 一般情况 运动速度 v 与磁感应线方向夹角为时 2 E BLv 垂直平动切割 L 是导线的有效切割长度 v为磁场与导体的相对切割速度 B 不动而导体动 导体不动而 B 运动 3 2 2 1 2 lB l BlvBlE 直导体绕一端转动切割磁感线 练习 4 如图 一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v 在水平 U 型框架上匀速滑动 匀强磁场的磁感应强度为 B 回路电阻为 R0半圆形硬导体 AB 的电阻为 r 其余电阻不计 则 半圆形导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为 A rR BLvR BLv 0 0 B BLvBLv 2 C rR BLvR BLv 0 0 2 2 D BLvBLv 2 自主学习 1 如图所示 平行金属导轨的间距为 d 一端跨接一阻值为 R 的电阻 匀强磁场的磁感应强 度为 B 方向垂直于平行轨道所在平面 一根长直金属棒与轨道成 60 角放置 且接触良好 则当金属棒以垂直于棒的恒定速度 v 沿金属轨道滑行时 其它电阻不计 电阻 R 中的电流强 度为 R0 R0 A B V B A R 2 题图 3 2 如上图所示 水平放置的长直导体框架宽 L 0 8m R 0 4 欧姆 B 0 5T 的匀强磁场垂直 框架平面 导体 AB 长 1 6m 可无摩擦沿框架滑动 当 v 10m s 向右运动时 v 与棒成 53 导体 AB 上的感应电动势 E V 回路中的感应电流为 I A AB 中的电流 方向为 保证导体 AB 匀速运动的外力大小为 N 方向为 3 如图所示 水平放置一个导体框架 宽度 L 0 5m 接有一电阻 R 0 3 磁感应强度 B 0 4T 方向垂直纸面向里 导体 ab 横放在框架上且 r 0 1 并能无摩擦地沿框滑动 框 架电阻不计 当导体 ab 以 v 4m s 的速度向右匀速滑行时 试求 1 导体 ab 上产生的感应电动势大小 2 回路中感应电流的大小 3 若使导体 ab 向右匀速运动 应加多大外力 4 导体 a b 两端的电压 U 自我检测 2 如图所示 a b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环 两环半径之比为 2 3 其中 仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场 当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时 a b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为 A 1 1 3 2 B 1 1 2 3 C 4 9 2 3 D 4 9 9 4 3 如图所示 闭合金属环从高h的曲面右端自由滚下 又滚上曲面的 左端 环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场 环在运动过程中摩擦阻力不计 则 A 环滚上的高度小于h B 环滚上的高度等于h C 运动过程中环内无感应电流 D 运动过程中环内有感应电流 4 4 如图所示电路 两根光滑金属导轨 平行放置在倾角为 的斜面上 导轨下端接有电阻 R 导轨电阻不计 斜面处在竖直向上的匀强磁场中 电阻可略去不计的金属棒ab质量为 m 受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用 金属棒沿导轨匀速下滑 则它在下滑 高度h的过程中 以下说法正确的是 作用在金属棒上各力的合力做功为零 重力做功等于系统产生的电能 金属棒克服安培力做功等于电阻 R 上产生的焦耳热 金属棒克服恒力F做功等于电阻R上发出的焦耳热 水平放置的金属框架 abcd 宽度为 0 5m 匀强磁场与框架平面成 30 角