山東省新泰市汶城中學高中物理《法拉第電磁感應定律》學案 新人教版選修3-2

1、山東省新泰市汶城中學高二物理選修3-2法拉第電磁感應定律學案 人教版自主體驗一感應電動勢1在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢，叫做 產生感應電動勢的那部分導體就相當于 ，導體的電阻相當于 2產生的條件：不論電路閉合與否，只要穿過它的 發(fā)生變化，就會產生 ；如果電路閉合，電路中就有 二法拉第電磁感應定律1內容： 。2表達式： (單匝線圈)， (多匝線圈)或者寫成= （回路中的磁場和面積的變化都會引起磁通量的變化，都會引起電路中感應電動勢的變化）三導體切割磁感線產生感應電動勢 1一部分導體在勻強磁場中做切割磁感線運動時產生感應電動勢的計算公式(1)E (BL 、vL 、vB )(2)E (不滿足兩兩互相

2、垂直，比如：BL 、vL 、v與 B 有夾角)(3)如果 BLv 中任意兩個量平行，則導體在磁場中運動時不切割磁感線，E .2反電動勢：通電導體在磁場力的作用下運動時切割磁感線產生的 ，削弱電源電動勢作用，叫做反電動勢電源電動勢正是克服這個電動勢，使得導體運動，將 轉化為其他形式的能知識探究要點一：關于法拉第電磁感應定律的理解注意：用公式En所求的感應電動勢為整個閉合電路的感應電動勢，而不是回路中某部分導體的電動勢。對En，若取一段時間，則E為這段時間內的平均電動勢。當磁通量的變化率不均勻變化是，平均電動勢一般不等于初態(tài)與末態(tài)電動式的算數平均值。若趨近于零，則E為感應電動勢的瞬時值。E的大小不

3、是與磁通量的大小成正比，也不是與磁通量的變化量成正比，而是與磁通變化率成正比，而與、之間無大小上的必然聯(lián)系。要點二：理解:、/t的意義 .4-4-1. 磁通量磁通量變化量 磁通量變化率物理意義表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數的多少表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢大小計算BS ，S為與 B 垂直的面積21，BS或SB 注意若某個面有方向相反的磁場穿過，則不能直接用BS ，應考慮相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量開始和轉過 180°時平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，2BS，而不是零

4、既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在t 圖象中用圖線的斜率表示總結反思要點三：公式En與EBLvsin的區(qū)別與聯(lián)系EnEBLvsin區(qū)別求的是t 時間內的平均感應電動勢，E 與某段時間或某個過程相對應求的是瞬時感應電動勢，E 與某個時刻或某個位置相對應求的是整個回路的感應電動勢整個回路的感應電動勢為零時，其回路中某段導體的感應電動勢不一定為零求的是回路中一部分導體切割磁感線時產生的感應電動勢由于是整個回路的感應電動勢，因此電源部分不容易確定由于是一部分導體切割磁感線的運動產生的，該部分就相當于電源聯(lián)系公式 En 和 EBLvsin是統(tǒng)一的，當t0 時，E 為瞬時感應電動勢，而公式 EB

5、Lvsin中的 v 若代入平均值，則求出的 E 為平均感應電動勢典例剖析題型一：公式En的應用【例 1】如圖 443 甲所示，圓形線圈 M 的匝數為 50匝，它的兩個端點 a、b 與理想電壓表相連，線圈中磁場方向如圖，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則 ab 兩點的電勢高低與電壓表讀數為( )Aa>b，20 V Ba>b，10 VCa<b，20 V Da<b，10 V變式訓練1如圖 444 所示，半徑為 r 的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸 OO，以角速度做勻速轉動，勻強磁場的磁感應強度為 B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時開始計時，則在金屬環(huán)轉過 30°角的過程中圓環(huán)

6、產生的電動勢的平均值是多大？ .4-4-2.題型二：公式EBLvsin的應用【例 2】如圖 445 所示把線框 abcd 從磁感應強度為 B的勻強磁場中勻速拉出，速度方向與 ab 邊垂直向左，速度的大小為 v，線圈的邊長為 L，每邊的電阻為 R，問線圈在運動過程中(線框abcd 都沒有離開磁場)，ab 兩點的電勢差為多少；電路中的電流為多少？2把總電阻為 2R 的均勻電阻絲焊接成一半徑為 a 的圓環(huán)，水平固定在豎直向下，磁感應強度為 B 的勻強磁場中，如圖446 所示，一長度為 2a，電阻等于 R，粗細均勻的金屬棒MN 放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸當金屬棒以恒定速度 v 向右移動經過

7、環(huán)心 O 時，求：(1)流過棒的電流的大小、方向及棒兩端的電壓 UMN.(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率題型三：公式En與EBLvsin的區(qū)別與聯(lián)系【例 3】如圖 441 所示，有一夾角為的金屬角架，角架所圍區(qū)域內存在勻強磁場中，磁場的磁感強度為 B，方向與角架所在平面垂直，一段直導線 ab，從角頂 c 貼著角架以速度v 向右勻速運動，求：(1)t 時刻角架的瞬時感應電動勢；(2)t 時間內角架的平均感應電動勢3如圖所示，長為 L 的直導線 ab 放在相互平行的金屬導軌上，導軌寬為 d，導線 ab 運動的速度為 v，方向垂直于磁感應強度為 B 的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向外，ab 與導

8、軌的夾角為，則回路中的電動勢為ABLv BBLvsin CBdvsin DBdv課堂訓練1關于感應電動勢，下列說法中正確的是()A電源電動勢就是感應電動勢B產生感應電動勢的那部分導體相當于電源C在電磁感應現(xiàn)象中沒有感應電流就一定沒有感應電動勢D電路中有電流就一定有感應電動勢2穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2 Wb，則()A線圈中感應電動勢每秒鐘增加2 VB線圈中感應電動勢每秒鐘減少2 VC線圈中無感應電動勢 D線圈中感應電動勢保持不變3一根導體棒ab在水平方向的勻強磁場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直如圖1所示，則有()AUab0 BUa>Ub，Uab保持

9、不變CUaUb，Uab越來越大 DUa<Ub，Uab越來越大課后訓練1一個200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30°角，若磁感應強度在0.05 s內由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是_Wb；磁通量的平均變化率是_Wb/s；線圈中感應電動勢的大小是_V. .4-4-3.總結反思2下列說法正確的是()A線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大B線圈中磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大C線圈處在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大D線圈中磁通量變化得越快，線圈中產生的感應電動勢越大3如圖2

10、所示，在磁感應強度為1 T的勻強磁場中，一根跟磁場垂直長20 cm的導線以2 m/s的速度運動，運動方向垂直導線與磁感線成30 °角，則導線中的感應電動勢為_ 圖24在磁感應強度為B的勻強磁場中，長為l的金屬棒OA在垂直于磁場方向的平面內繞O點以角速度勻速轉動，如圖3所示，求：金屬棒OA上產生的感應電動勢 5如圖4所示，兩根相距為l的平行直導軌abdc，bd間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計MN為放在ab和dc上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內)現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動令U表示MN兩端電壓的大小，則()AUvBl，流過固定電阻R的感應電流由b到dBUvBl，流過固定電阻R的感應電流由d到bCUvBl，流過固定電阻R的感應電流由b到dDUvBl，流過固定電阻R的感應電流由d到b6如圖5所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導線制成，匝數都為10匝，半徑rA2rB，圖示區(qū)域內有磁感應強度