1.3《探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小》學(xué)案1(滬科版選修3-2).doc

金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng) 1.3探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的區(qū)別與聯(lián)系。2.理解電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式。3.理解導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其與一般表達(dá)式之間的區(qū)別。4.會(huì)用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問(wèn)題。【要點(diǎn)透析】物理意義磁通量越大，某時(shí)刻穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面積的磁感線條數(shù)越多穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面積的末、初磁通量的差值描述穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面積的磁通量變化快慢大小計(jì)算在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)多匝的線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無(wú)關(guān)磁通量是一個(gè)雙向標(biāo)量若穿過(guò)某個(gè)面積有方向相反的磁場(chǎng)，磁感線穿過(guò)正面的磁通量1為正的，則穿過(guò)反面的磁通量為 -2，穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量為 = |1 2|開(kāi)始時(shí)和轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)線圈平面都與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，則穿過(guò)線圈的磁通量是不同的，一個(gè)為正值，一個(gè)為負(fù)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(qiáng)磁場(chǎng)B中以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈平面與磁感線平行時(shí)， = 0，最大；線圈平面與磁感線垂直時(shí)，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(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E = BL？導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)abdc圖1是法拉第電磁感應(yīng)定律的一種特殊情況。在用公式E = BL計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意：公式E = BL用于B、L、三個(gè)量方向兩兩垂直的情況。當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零；當(dāng)三個(gè)量的方向成任意夾角時(shí)，應(yīng)取它們的垂直分量來(lái)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小圖2abc通常為瞬時(shí)速度，E也為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)若變化，則E也相應(yīng)變化若切割磁感線的導(dǎo)體是彎曲的，則應(yīng)取其與B和方向都垂直的等效線段長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)體abc以速度沿垂直于bc方向向上運(yùn)動(dòng)，已知ab = bc = L，則切割磁感線的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng) + Lcos，所以導(dǎo)體abc產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = B (L + Lcos ) 圖3OP公式E = BL用于導(dǎo)體各部分切割磁感線速度相同的情況若導(dǎo)體各部分切割磁感線速度不同，可取其平均速度來(lái)求電動(dòng)勢(shì)如圖3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒PO在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于PO切割磁感線速度不同，若要求PO在切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，則可取= = ，故E = BL = BL2【典型例題】例1 當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（ AC ）A線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B線圈中一定有感應(yīng)電流C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的電阻無(wú)關(guān)D如有感應(yīng)電流，其大小與線圈的電阻無(wú)關(guān)解析線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，所以選項(xiàng)A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E = n 可知，E與電阻R無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確；題設(shè)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(yīng)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(méi)有感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤根據(jù)閉合電路歐姆定律I = 可知，I與R有關(guān)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案選AC例2 如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（方向向里），間距為L(zhǎng)，左端電阻為R，其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)有一長(zhǎng)2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，a端與導(dǎo)軌接觸，在桿緊靠導(dǎo)軌由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)900的過(guò)程中，通過(guò)R的電量為多少？由ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端脫離導(dǎo)軌的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直增大，與R構(gòu)成閉合回路。ab產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值 表示ab掃過(guò)的三角形的面積，即 通過(guò)R的電量 由以上三式解得 針對(duì)訓(xùn)練1長(zhǎng)度和粗細(xì)均相同、材料不同的兩根導(dǎo)線，分別先后放在U形導(dǎo)軌上以同樣的速度在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則兩導(dǎo)線：(A)產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (B)產(chǎn)生的感應(yīng)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(chǎng)力2在圖5中，閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ad邊位于磁場(chǎng)邊緣，線框平面與磁場(chǎng)垂直，ab、ad邊長(zhǎng)分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場(chǎng)所用時(shí)間為t，則通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量是: 3在理解法拉第電磁感應(yīng)定律及改寫(xiě)形勢(shì),的基礎(chǔ)上（線圈平面與磁感線不平行），下面敘述正確的為：(A) 對(duì)給定線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比(B) 對(duì)給定的線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化 成正比 (C) 對(duì)給定匝數(shù)的線圈和磁場(chǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟面積的平均變化率成正比(D) 題目給的三種計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的形式，所計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小都是時(shí)間內(nèi)的平均值4如圖6所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻為細(xì)金屬環(huán)電阻的，磁場(chǎng)方向垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為 。5.根椐法拉第電磁感應(yīng)定律E=/t推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線,即在BL，VL， VB條件下，如圖7所示，導(dǎo)線ab沿平行導(dǎo)軌以速度V勻速滑動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式E=BLV，請(qǐng)證明之。 6如圖8所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L=0.5m,左端接一電阻R=0.20,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑動(dòng)時(shí)，求：（1）ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 （2）回