1.3《探究感應電動勢的大小》學案1(滬科版選修3-2).doc

金太陽新課標資源網(wǎng) 1.3探究感應電動勢的大小學案【學習目標】1.理解感應電動勢。知道感應電動勢與感應電流的區(qū)別與聯(lián)系。2.理解電磁感應定律的內(nèi)容和數(shù)學表達式。3.理解導體垂直切割磁感線時感應電動勢的數(shù)學表達式及其與一般表達式之間的區(qū)別。4.會用電磁感應定律解決有關問題?！疽c透析】物理意義磁通量越大，某時刻穿過磁場中某個面積的磁感線條數(shù)越多穿過磁場中某個面積的末、初磁通量的差值描述穿過磁場中某個面積的磁通量變化快慢大小計算在勻強磁場中，若BS，則 = BS；若B與S不垂直，S在與B垂直方向上的投影面積為S，則= BS = 2 - 1，即 = B S（B不變）或 = S B（S不變） = B （B不變）； = S （S不變）注意穿過多匝的線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無關磁通量是一個雙向標量若穿過某個面積有方向相反的磁場，磁感線穿過正面的磁通量1為正的，則穿過反面的磁通量為 -2，穿過這個面積的磁通量為 = |1 2|開始時和轉(zhuǎn)過180時線圈平面都與勻強磁場垂直，則穿過線圈的磁通量是不同的，一個為正值，一個為負值=BS ( - BS ) = 2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少在 t 圖象中，可用圖線的斜率表示附注如圖1所示，若面積為S的線圈abcd在勻強磁場B中以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動，則線圈平面與磁感線平行時， = 0，最大；線圈平面與磁感線垂直時，最大，為零；1. 如何區(qū)別磁通量、磁通量變化量與磁通量變化率？ 2如何理解導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢公式E = BL？導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢abdc圖1是法拉第電磁感應定律的一種特殊情況。在用公式E = BL計算時，應注意：公式E = BL用于B、L、三個量方向兩兩垂直的情況。當有任意兩個量的方向互相平行時，感應電動勢為零；當三個量的方向成任意夾角時，應取它們的垂直分量來計算感應電動勢的大小圖2abc通常為瞬時速度，E也為瞬時電動勢若變化，則E也相應變化若切割磁感線的導體是彎曲的，則應取其與B和方向都垂直的等效線段長度來計算如圖2所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中導體abc以速度沿垂直于bc方向向上運動，已知ab = bc = L，則切割磁感線的等效長度為L + Lcos，所以導體abc產(chǎn)生的感應電動勢E = B (L + Lcos ) 圖3OP公式E = BL用于導體各部分切割磁感線速度相同的情況若導體各部分切割磁感線速度不同，可取其平均速度來求電動勢如圖3所示，長為L的導體棒PO在磁感應強度為B的勻強磁場中繞O點在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，由于PO切割磁感線速度不同，若要求PO在切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢E，則可取= = ，故E = BL = BL2【典型例題】例1 當線圈中的磁通量發(fā)生變化時，下列說法中正確的是（ AC ）A線圈中一定有感應電動勢B線圈中一定有感應電流C感應電動勢的大小與線圈的電阻無關D如有感應電流，其大小與線圈的電阻無關解析線圈中產(chǎn)生感應電動勢的條件是穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，所以選項A正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律E = n 可知，E與電阻R無關，選項C正確；題設中的“線圈”可能是閉合的也可能是不閉合的，若線圈是不閉合的，根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件（閉合電路中的磁通量發(fā)生變化）可知，線圈中沒有感應電流，選項B錯誤根據(jù)閉合電路歐姆定律I = 可知，I與R有關，所以選項D錯誤答案選AC例2 如圖所示，平行導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中（方向向里），間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計?，F(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導軌上，a端與導軌接觸，在桿緊靠導軌由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，通過R的電量為多少？由ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端脫離導軌的過程中，產(chǎn)生的感應電動勢一直增大，與R構成閉合回路。ab產(chǎn)生感應電動勢的平均值 表示ab掃過的三角形的面積，即 通過R的電量 由以上三式解得 針對訓練1長度和粗細均相同、材料不同的兩根導線，分別先后放在U形導軌上以同樣的速度在同一勻強磁場中作切割磁感線運動，導軌電阻不計，則兩導線：(A)產(chǎn)生相同的感應電動勢 (B)產(chǎn)生的感應電流之比等于兩者電阻率之比(C)產(chǎn)生的電流功率之比等于兩者電阻率之比(D)兩者受到相同的磁場力2在圖5中，閉合矩形線框abcd位于磁感應強度為B的勻強磁場中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場所用時間為t，則通過線框?qū)Ь€截面的電量是: 3在理解法拉第電磁感應定律及改寫形勢,的基礎上（線圈平面與磁感線不平行），下面敘述正確的為：(A) 對給定線圈，感應電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比(B) 對給定的線圈，感應電動勢的大小跟磁感應強度的變化 成正比 (C) 對給定匝數(shù)的線圈和磁場，感應電動勢的大小跟面積的平均變化率成正比(D) 題目給的三種計算電動勢的形式，所計算感應電動勢的大小都是時間內(nèi)的平均值4如圖6所示，兩個互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻為細金屬環(huán)電阻的，磁場方向垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當磁感應強度隨時間均勻變化時，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢為E，則a、b兩點的電勢差為 。5.根椐法拉第電磁感應定律E=/t推導導線切割磁感線,即在BL，VL， VB條件下，如圖7所示，導線ab沿平行導軌以速度V勻速滑動產(chǎn)生感應電動勢大小的表達式E=BLV，請證明之。 6如圖8所示，水平放置的平行金屬導軌，相距L=0.5m,左端接一電阻R=0.20,磁感應強度B=0.40T的勻強磁場方向垂直導軌平面，導體棒ab垂直導軌放在導軌上，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計，當ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑動時，求：（1）ab棒中感應電動勢的大小 （2）回