高中物理第四节：法拉第电磁感应定律学案新人教版选修3

第第 1 页页 第四节 法拉第电磁感应定律学案第四节 法拉第电磁感应定律学案 班级班级 姓名姓名 学号学号 学习目标学习目标 1 知道感应电动势 及决定感应电动势大小的因素 2 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量 并能区别 3 理解法拉第电磁感应定律内容 数学表达式 4 会用解决问题 5 通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式 E BLv 掌握运用理论知识探究问 题的方法 学习重点学习重点 理解法拉第电磁感应定律的内容 学习难点学习难点 理解法拉第电磁感应定律的内容 学习过程学习过程 一 温故知新 1 在电磁感应现象中 产生感应电流的条件是什么 2 恒定电流中学过 电路中存在持续电流的条件是什么 3 在发生电磁感应的情况下 用什么方法可以判定感应电流的方向 二 引入新课 1 问题 1 既然会判定感应电流的方向 那么 怎样确定感应电流的强弱呢 2 问题 2 如图所示 在螺线管中插入一个条形磁铁 问 在条形磁铁向下插入螺线管的过程中 电路中是否有电流 为什么 有感应电流 是谁充当电源 上图中若电路是断开的 有无感应电流电流 有无电动势 若有电动势 则应是 3 产生感应电动势的条件是什么 4 比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现 第第 2 页页 三 进行新课 一 影响感应电动势大小的因素 1 感应电动势大小跟什么因素有关 猜测 2 2 法拉第电磁感应定律 装置如图 2 1 将磁铁迅速插入与慢慢插入螺线管时 观察电流计指针偏转角度有何不同 反映 电流大小有何不同 电动势大小如何 2 迅速插入与慢慢插入 穿过螺线管磁通量的变化是否相同 3 换用强磁铁 迅速插入 观察到指针的偏转如何 说明什么 4 以上现象说明感应电动势的大小由什么因素决定 可见感应电动势的大小由 来决定 二 法拉第电磁感应定律 1 内容 电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路磁通量的变化率成正 这就是法拉法拉 第电磁感应定律第电磁感应定律 2 公式 在国际单位制中 电动势单位是伏 V 磁通量单位是韦伯 Wb 时间单位是秒 s 设闭合电路是一个 n 匝线圈 且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同 这时相当于 n 个单匝线圈串联而成 因此感应电动势变为 3 定律的理解 磁通量 磁通量的变化量 磁通量的变化量率的区别 t 感应电动势的大小与磁通量的变化率成 感应电动势的方向由 来判断 感应电动势的不同表达式由磁通量的变化因素决定 当 则 E t 当 则 E t 三 导线切割磁感线时的感应电动势 第第 3 页页 用课件展示如图所示电路 闭合电路一部分导体 ab 处于匀强磁场中 磁感应强度为 B ab 的长度为 L 以速度 v 匀速切割磁感线 求产生的感应电 动势 推导 这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式 需要理解 1 B L V 两两 2 导线的长度 L 应为 长度 3 导线运动方向和磁感线平行时 E 4 速度 V 为平均值 瞬时值 E 就为 问题 当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角 感应电动势可用上面的公式计算 吗 如图所示电路 闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中 导体棒以 v 斜向切割磁感线 求产生的感应电动势 产生的感应电动势为 E 强调 强调 在国际单位制中 上式中 B L v 的单位分别是特斯拉 T 米 m 米每秒 m s 指 v 与 B 的夹角 5 公式比较 与功率的两个公式比较得出 E t 求平均电动势 E BLV v 为瞬时值时求瞬时电动势 v 为平均值时求平均电动势 例题 1 下列说法正确的是 A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大 B 线圈中的磁通量越大 线圈中产生的感应电动势一定越大 C 线圈处在磁场越强的位置 线圈中产生的感应电动势一定越大 D 线圈中磁通量变化得越快 线圈中产生的感应电动势越大 例题 2 一个匝数为 100 面积为 10cm2 的线圈垂直磁场放置 在 0 5s 内穿过它的磁场 从 1T 增加到 9T 求线圈中的感应电动势 例题 3 如图所示 在一个光滑金属框架上垂直放置一根长 L 0 4m 的金属棒 ab 其电阻 r 0 1 框架左端的电阻 R 0 4 垂直框面的匀强磁场的磁感强度 B 0 1T 当用外力使棒 ab 以速度 v 5m s 右移时 ab 棒中产生的感 第第 4 页页 应电动势 E 通过 ab 棒的电流 I 同步练习同步练习 1 关于感应电动势大小的下列说法中 正确的是 A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大 B 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势一定越大 C 线圈放在磁感强度越强的地方 产生的感应电动势一定越大 D 线圈中磁通量变化越快 产生的感应电动势越大 2 一个 N 匝圆线圈 放在磁感强度为 B 的匀强磁场中 线圈平面跟磁感强度方向成 30 角 磁感强度随时间均匀变化 线圈导线规格不变 下列方法中可使线圈中感应电 流增加一倍的是 A 将线圈匝数增加一倍 B 将线圈面积增加一倍 C 将线圈半径增加一倍 D 适当改变线圈的取向 3 AB 两闭合线圈为同样导线绕成且均为 10 匝 半径 rA 2rB 内有如图 10 所示的有理 想边界的匀强磁场 若磁场均匀减小 则 A B 环中的感应电动势之比 A B 产生的感应电流之比 IA IB 4 一导体棒长 l 40cm 在