高中物理電磁感應(yīng)教案

4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動學(xué)案（人教版選修3-2）。

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動學(xué)案（人教版選修3-2）》，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動學(xué)案（人教版選修3-2）jab88.COm

1．當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時，由于電磁感應(yīng)，在附近導(dǎo)體中產(chǎn)生像水中旋渦樣的感應(yīng)電流，把這種感應(yīng)電流叫渦流．利用渦流的熱效應(yīng)可進(jìn)行真空冶煉，利用它的磁效應(yīng)可進(jìn)行金屬探測．
2．當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼；當(dāng)磁場相對導(dǎo)體轉(zhuǎn)動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用而運(yùn)動起來，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動．
3．下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()
A．把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中
B．讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動
C．讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做變速運(yùn)動
D．把金屬塊放在變化的磁場中
答案D
解析渦流就是整個金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化．而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯誤；把金屬塊放在變化的磁場中時，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D項正確．
4．磁電式儀表的線圈通常用鋁框當(dāng)骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是()
A．防止渦流而設(shè)計的B．利用渦流而設(shè)計的
C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動的作用
答案BC
解析線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流．渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，使線圈偏轉(zhuǎn)后較快停下來．所以，這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用．
圖1
5．如圖1所示，光滑水平絕緣面上有兩個金屬環(huán)靜止在平面上，環(huán)1豎直，環(huán)2水平放置，均處于中間分割線上，在平面中間分割線正上方有一條形磁鐵，當(dāng)磁鐵沿中間分割線向右運(yùn)動時，下列說法正確的是()
A．兩環(huán)都向右運(yùn)動
B．兩環(huán)都向左運(yùn)動
C．環(huán)1靜止，環(huán)2向右運(yùn)動
D．兩環(huán)都靜止
答案C
解析條形磁鐵向右運(yùn)動時，環(huán)1中磁通量保持為零不變，無感應(yīng)電流，仍靜止．環(huán)2中磁通量變化．根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的變化，感應(yīng)電流的效果使環(huán)2向右運(yùn)動．
【概念規(guī)律練】
知識點(diǎn)一渦流及其應(yīng)用
1．如圖2所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水．給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是()

圖2
A．恒定直流、小鐵鍋
B．恒定直流、玻璃杯
C．變化的電流、小鐵鍋
D．變化的電流、玻璃杯
答案C
解析通入恒定直流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫．
點(diǎn)評渦流是在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，而且穿過回路的磁通量必須是變化的，此題能說明電磁爐的原理．
2．機(jī)場的安檢門可以利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流，關(guān)于其工作原理，以下說法正確的是()
A．人身上攜帶的金屬物品會被地磁場磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流
B．人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流
C．線圈產(chǎn)生的交變磁場會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流
D．金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流
答案CD
解析一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場很弱，即使金屬被磁化磁性也很弱，作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會與金屬物品構(gòu)成回路，故A、B錯誤；安檢門利用渦流探測金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C正確；該渦流產(chǎn)生的磁場又會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測，故D項正確．
點(diǎn)評金屬探測利用了渦流的磁效應(yīng)．
知識點(diǎn)二電磁阻尼
3．有一個銅盤，輕輕撥動它，能長時間地繞軸自由轉(zhuǎn)動．如果在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣，但并不與銅盤接觸，如圖3所示，銅盤就能在較短時間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動，分析這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．
圖3
答案見解析
解析銅盤轉(zhuǎn)動時如果加上磁場，則在銅盤中產(chǎn)生渦流，磁場對這個渦流的作用力阻礙它的轉(zhuǎn)動，故在較短的時間內(nèi)銅盤停止轉(zhuǎn)動．
點(diǎn)評當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流受到安培力的作用阻礙導(dǎo)體運(yùn)動，即安培力為電磁阻尼的阻力．
4.如圖4所示，是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片，輕質(zhì)桿可繞上端O點(diǎn)為軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，一有界磁場垂直于金屬薄片所在的平面．使擺從圖中實線位置釋放，擺很快就會停止擺動；若將擺改成梳齒狀，還是從同一位置釋放，擺會擺動較長的時間．試定性分析其原因．
圖4
答案見解析
解析第一種情況下，阻尼擺進(jìn)入有界磁場后，在金屬薄片中會形成渦流，渦流使金屬薄片受安培力的作用，阻礙其相對運(yùn)動，所以會很快停下來；第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流形成的回路，從而減弱了渦流，受到安培力的阻礙會比先前小得多，所以會擺動較長的時間．
點(diǎn)評防止電磁阻尼的途徑為阻止或減弱渦流的產(chǎn)生．
知識點(diǎn)三電磁驅(qū)動
5．如圖5所示，讓一金屬圓盤接近磁鐵的兩極，但不接觸，使磁鐵轉(zhuǎn)動，圓盤也會跟著轉(zhuǎn)動，這種現(xiàn)象稱為“電磁驅(qū)動”，請你說明電磁驅(qū)動的原理．
圖5
答案見解析
解析當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，圓盤上不同位置的磁通量發(fā)生變化，因而圓盤中會有渦流形成，該渦流的磁場阻礙磁通量的變化，使圓盤隨著磁鐵一起轉(zhuǎn)動，但圓盤轉(zhuǎn)動速度比磁鐵慢．
點(diǎn)評電磁驅(qū)動的驅(qū)動力是渦流受到的安培力．
6．位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過，如圖6所示，在此過程中()
圖6
A．磁鐵做勻速直線運(yùn)動
B．磁鐵做減速運(yùn)動
C．小車向右做加速運(yùn)動
D．小車先加速后減速
答案BC
解析磁鐵水平穿入螺線管時，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律的擴(kuò)展知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運(yùn)動．同理，磁鐵穿出時產(chǎn)生的相互作用力也阻礙磁鐵的運(yùn)動，故整個過程中，磁鐵做減速運(yùn)動，選項B是正確的．
而對于小車上螺線管來說，在此過程中，螺線管受到的安培力都是水平向右，這個安培力使小車向右運(yùn)動，且一直做加速運(yùn)動，C項對．
點(diǎn)評發(fā)生電磁驅(qū)動現(xiàn)象時，磁場相對導(dǎo)體運(yùn)動，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受到安培力作用而使導(dǎo)體運(yùn)動起來．
【方法技巧練】
渦流能量問題的處理技巧
7．彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵．將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來．如圖7所示，如果在磁鐵下端放個固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動時穿過它，磁鐵就會很快地停下來，解釋這個現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況．
圖7
答案見解析
解析當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場會阻礙磁鐵向線圈靠近或離開，也就使磁鐵振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機(jī)械能損失較快，因而會很快停下來．損失的機(jī)械能主要轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
方法總結(jié)此題中渦流損耗了機(jī)械能．

精選閱讀

4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案（人教版選修3-2）

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案（人教版選修3-2）”，希望對您的工作和生活有所幫助。

4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案（人教版選修3-2）

1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻．
2．電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，表達(dá)式E＝ΔΦΔt(單匝線圈)，E＝nΔΦΔt(多匝線圈)．當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時E＝Blv(B、l、v兩兩垂直)，E＝Blvsin_θ(v⊥l但v與B夾角為θ)．
3．關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()
A．電源電動勢就是感應(yīng)電動勢
B．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源
C．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢
D．電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢
答案B
解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項A錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢，C錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢．
4．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則()
A．線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2V
B．線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2V
C．線圈中無感應(yīng)電動勢
D．線圈中感應(yīng)電動勢保持不變
答案D
5．一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)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()
圖1
A．Uab＝0
B．UaUb，Uab保持不變
C．Ua≥Ub，Uab越來越大
D．UaUb，Uab越來越大
答案Db，所以UbUa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確．→b，所以UbUa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確．
【概念規(guī)律練】
知識點(diǎn)一公式E＝nΔΦΔt的理解
1．一個200匝、面積為20cm2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(yīng)強(qiáng)度在0.05s內(nèi)由0.1T增加到0.5T，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(yīng)電動勢的大小是________V.
答案4×10－48×10－31.6
解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式ΔΦ＝ΔBSsinθ來計算，所以
ΔΦ＝ΔBSsinθ＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5Wb
＝4×10－4Wb
磁通量的變化率為ΔΦΔt＝4×10－40.05Wb/s＝8×10－3Wb/s，
感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
E＝nΔΦΔt＝200×8×10－3V＝1.6V
點(diǎn)評要理解好公式E＝nΔΦΔt，首先要區(qū)分好磁通量Φ，磁通量的變化量ΔΦ，磁通量的變化率ΔΦΔt，現(xiàn)列表如下：
物理量單位物理意義計算公式
磁通
量ΦWb表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少Φ＝BS⊥
磁通量
的變化
量ΔΦWb表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化的多少ΔΦ＝Φ2－Φ1
磁通量
的變化
率ΔΦΔt
Wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢ΔΦΔt＝BΔSΔt?ΔBΔtS

特別提醒①對Φ、ΔΦ、ΔΦΔt而言，穿過一匝線圈和穿過n匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比．
②磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，Φ很大時，ΔΦΔt可能很小，也可能很大；Φ＝0時，ΔΦΔt可能不為零．
2．下列說法正確的是()
A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C．線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
答案D
解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝nΔΦΔt，即E與ΔΦΔt成正比，與Φ或ΔΦ的大小無直接關(guān)系．磁通量變化得越快，即ΔΦΔt越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有D正確．
點(diǎn)評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵．
知識點(diǎn)二公式E＝Blvsinθ的理解
3．如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場中，一根跟磁場垂直長20cm的導(dǎo)線以2m/s的速度運(yùn)動，運(yùn)動方向垂直導(dǎo)線與磁感線成30°角，則導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為________．
圖2
答案0.2V
解析E＝Blvsin30°＝(1×0.2×2×sin30°)V＝0.2V
點(diǎn)評(1)當(dāng)導(dǎo)體平動垂直切割磁感線時，即B、l、v兩兩垂直時(如圖所示)E＝Blv.
(2)當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即v與B有一夾角θ，如右圖所示，此時可將導(dǎo)體的速度v向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度v2＝vcosθ不使導(dǎo)體切割磁感線，使導(dǎo)體切割磁感線的是分速度v1＝vsinθ，從而使導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝Blv1＝Blvsinθ.
特別提醒不要死記公式，要理解含意vsinθ是導(dǎo)體切割磁感線的速度．
4．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，長為l的金屬棒OA在垂直于磁場方向的平面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，如圖3所示，求：金屬棒OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．
圖3
答案12Bl2ω
解析由v＝rω，可知各點(diǎn)處速度與該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離r成正比，速度都與棒垂直，我們可以求出棒OA上各點(diǎn)的平均速度v＝l2ω，即與棒中點(diǎn)的速度相同．(只有成正比例的量，中點(diǎn)值才等于平均值)可得E＝Blv＝Bll2ω＝12Bl2ω.
點(diǎn)評當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時，若棒上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同，則可直接應(yīng)用公式E＝12Bl2ω.
【方法技巧練】
電動勢公式E＝nΔΦΔt和E＝Blvsinθ的選用技巧
5．如圖4所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌abdc，bd間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計．MN為放在ab和dc上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))．現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動．令U表示MN兩端電壓的大小，則()
圖4
A．U＝12vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
B．U＝12vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
C．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
D．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
答案A
解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法
(1)因B、l、v兩兩垂直可直接選用公式E＝Blv求解；
(2)可由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝ΔΦΔt求解：
因在Δt時間內(nèi)，桿掃過的面積ΔS＝lvΔt
所以回路磁通量的變化ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt
由E＝ΔΦΔt得E＝Blv.
題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動勢E＝Blv，其內(nèi)阻等于R，則U＝Blv2，電流方向可以用右手定則判斷，A正確．
方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用．
6．如圖5所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑rA＝2rB，圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場，則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為EA∶EB＝________，線圈中的感應(yīng)電流之比為IA∶IB＝________.
圖5
答案1∶11∶2
解析A、B兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由E＝nΔΦΔt可得EA∶EB＝1∶1；又因為R＝ρlS，故RA∶RB＝2∶1，所以IA∶IB＝1∶2.
方法總結(jié)當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運(yùn)動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的計算只能采用公式E＝nΔΦΔt.
7．如圖6所示，用一阻值為R的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為a，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直穿過金屬環(huán)所在平面．電阻為R2的導(dǎo)體桿AB，沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，桿的端電壓為()
圖6
A．BavB.12Bav
C.23BavD.43Bav
答案C
解析當(dāng)電阻為R2的導(dǎo)體桿AB沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，這個回路的總電動勢為：E＝2Bav.并聯(lián)的兩個半圓環(huán)的等效電阻為R4，桿的端電壓為UAB＝ER外R外＋r＝23Bav.
方法總結(jié)當(dāng)磁場和導(dǎo)體間有相對運(yùn)動，且感應(yīng)電動勢大小在變化，求瞬時感應(yīng)電動勢時，應(yīng)采用公式E＝Blvsinθ.
8．如圖7所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計，cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運(yùn)動到豎直位置，此時ab邊的速度為v，求：
圖7
(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大?。?br> (2)線框運(yùn)動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大?。?br> 答案(1)Bl2t(2)Blv
解析(1)Φ1＝BS＝Bl2，轉(zhuǎn)到豎直位置Φ2＝0
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－Bl2
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E＝ΔΦΔt＝－Bl2t
平均感應(yīng)電動勢的大小為E＝Bl2t
(2)轉(zhuǎn)到豎直位置時，bc、ad兩邊不切割磁感線，ab邊垂直切割磁感線，E＝Blv，此時求的是瞬時感應(yīng)電動勢．
方法總結(jié)求解某一過程(或某一段時間)中的感應(yīng)電動勢而平均速度又不能求得時，應(yīng)選用公式E＝nΔΦΔt.如問題(1)，但求某一瞬時感應(yīng)電動勢時應(yīng)采用E＝Blvsinθ.

4.6互感和自感學(xué)案（人教版選修3-2）

4.6互感和自感學(xué)案（人教版選修3-2）

1．兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫互感．利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈．
2．當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，同時也在其本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫自感；自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，即當(dāng)導(dǎo)體中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流增大；當(dāng)導(dǎo)體中的電流減小時，自感電動勢的方向與原電流的方向相同，阻礙電流的減小．
3．通過一個線圈的電流在均勻增大時，則這個線圈的()
A．自感系數(shù)也將均勻增大
B．自感電動勢也將均勻增大
C．磁通量也將均勻增大
D．自感系數(shù)和自感電動勢不變
答案CD
解析線圈的磁通量與電流大小有關(guān)，電流增大，磁通量增大，故C項正確；而自感系數(shù)由線圈本身決定，與電流大小無關(guān)；自感電動勢EL＝LΔIΔt，與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān)，對于給定的線圈，L一定，已知電流均勻增大，說明電流變化率恒定，故自感電動勢不變，D項正確．
4．關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法，錯誤的是()
A．自感電動勢越大，自感系數(shù)也越大
B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數(shù)減小
C．把線圈匝數(shù)增加一些，自感系數(shù)變大
D．電感是自感系數(shù)的簡稱
答案A
解析自感系數(shù)是由線圈本身的特性決定的．線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，橫截面積越大，它的自感系數(shù)就越大．另外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多．
5．如圖1所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會有()
圖1
A．燈A立即熄滅
B．燈A慢慢熄滅
C．燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅
D．燈A突然閃亮一下再突然熄滅
答案A
解析當(dāng)開關(guān)S斷開時，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動勢，但由于線圈L與燈A串聯(lián)，在S斷開后，不能形成閉合回路，因此燈A在開關(guān)斷開后，電源供給的電流為零，燈就立即熄滅．
【概念規(guī)律練】
知識點(diǎn)一對自感現(xiàn)象的理解
1．關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是()
A．感應(yīng)電流一定和原來的電流方向相反
B．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時，線圈產(chǎn)生的自感電動勢也越大
C．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈的自感系數(shù)也越大
D．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢也越大
答案D
解析當(dāng)電流增加時，自感電動勢的方向與原來的電流反向，當(dāng)電流減小時與原來的電流同向，故選項A錯誤；自感電動勢的大小，與電流變化快慢有關(guān)，與電流變化大小無關(guān)，故選項B錯誤；自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素，與電流變化情況無關(guān)．故選項C錯誤；結(jié)合選項B的錯誤原因可知，選項D正確．
點(diǎn)評自感的實質(zhì)仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流的強(qiáng)弱決定其周圍磁場的強(qiáng)弱，當(dāng)電流變化時引起電流周圍的磁場發(fā)生變化，就會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．
2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動勢下列說法中正確的是()
A．線圈中電流變化越大，線圈自感系數(shù)越大
B．對于某一線圈，自感電動勢正比于電流的變化量
C．一個線圈的電流均勻增大，這個線圈自感系數(shù)、自感電動勢都不變
D．自感電動勢總與原電流方向相反
答案C
解析線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素決定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C對，A、B錯．線圈中電流減小時，自感電動勢方向與原電流方向相同，電流增大時，自感電動勢方向與原電流方向相反，D錯．
點(diǎn)評電流的變化量ΔI不等同于電流的變化率ΔIΔt，E∝ΔIΔt而不是E∝ΔI.自感系數(shù)僅和線圈本身有關(guān)．
知識點(diǎn)二通電自感和斷電自感
3．如圖2所示電路中，A、B是完全相同的燈泡，L是電阻不計的電感線圈，下列說法中正確的是()
圖2
A．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A燈先亮，B燈后亮
B．當(dāng)開關(guān)S閉合時，B燈先亮，A燈后亮
C．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后B燈更亮，A燈熄滅
D．當(dāng)開關(guān)S閉合時，A、B燈同時亮，以后亮度不變
答案C
解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路中電流增加，由于線圈的自感作用，其中產(chǎn)生一自感電動勢阻礙電流的增加，此時A、B二燈相當(dāng)于串聯(lián)，同時亮；之后線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，將A燈短路，A燈熄滅，因B燈所加電壓增加而變得更亮．
點(diǎn)評開關(guān)閉合時，線圈自感電動勢與電源電動勢方向相反，若自感系數(shù)足夠大，瞬間可以認(rèn)為斷路，隨即變緩直至消失．
4．在如圖3所示的電路中，帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián)，當(dāng)合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光．則下列說法中正確的是()
圖3
A．當(dāng)斷開S時，燈A立即熄滅
B．當(dāng)斷開S時，燈A突然閃亮后熄滅
C．用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路，當(dāng)斷開S時，燈A逐漸熄滅
D．用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路，當(dāng)斷開S時，燈A突然閃亮后熄滅
答案BC
解析在S斷開的瞬間，L與A構(gòu)成閉合回路，燈A不會立即熄滅．問題是“小燈泡在熄滅之前是否更亮一下”這一點(diǎn)如何確定．根據(jù)P＝I2R可知，燈A能否閃亮，取決于S斷開的瞬間，流過A的電流是否更大一些．在斷開S的瞬間，燈A中原來的電流IA立即消失．但燈A和線圈L組成一閉合回路，由于線圈L的自感作用，其中的電流IL不會立即消失，它還要通過回路維持短暫的時間．如果ILIA，則燈A熄滅之前要閃亮一下；如果IL≤IA，則燈A是逐漸熄滅而不閃亮一下．至于IL和IA的大小關(guān)系，由RA和RL的大小關(guān)系決定：若RARL，則IAIL，燈將閃亮一下；若RA≤RL，則IA≥IL，燈將逐漸熄滅．
點(diǎn)評開關(guān)斷開時，原電源不提供電流，若線圈形成回路，則自感電動勢會通過回路形成電流，因此斷電時線圈起到瞬間電源的作用．
【方法技巧練】
一、斷電自感中燈泡亮度變化的分析技巧
5．在圖4甲、乙電路中，電阻R和電感線圈L的電阻都很?。油⊿，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()
圖4
A．在電路甲中，斷開S，A將漸漸變暗
B．在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗
C．在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗
D．在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗
答案AD
解析甲圖中，燈泡A與電感線圈L在同一個支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)S時，線圈L中的自感電動勢要維持原電流不變，所以，開關(guān)斷開的瞬間，燈泡A的電流不變，以后電流漸漸變?。虼?，燈泡漸漸變暗．乙圖中，燈泡A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因為電感線圈的電阻很小)，斷開開關(guān)S時電感線圈的自感電動勢要阻礙電流的變小，電感線圈相當(dāng)于一個電源給燈A供電，因此在這一短暫的時間內(nèi)，反向流過A的電流是從IL開始逐漸變小的，所以燈泡要先亮一下，然后漸漸變暗，故選項A、D正確．
方法總結(jié)在開關(guān)斷開時，電感線圈的自感電動勢要阻礙原電流的減小，此時電感線圈在電路中相當(dāng)于一個電源，表現(xiàn)為兩個方面：一是自感電動勢所對應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動勢所對應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后電流開始緩慢減小到零，斷開開關(guān)后，燈泡是否瞬間變得更亮，取決于當(dāng)初兩支路中電流大小的關(guān)系．
6．如圖5所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流2A，流過燈泡的電流是1A，將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關(guān)系的圖象是()
圖5
答案D
解析開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1A．開關(guān)S斷開瞬間，燈泡支路的電流立即減為零，但是自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應(yīng)電動勢，使線圈中的電流從原來的2A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2A逐漸減小為零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對．
方法總結(jié)解圖象問題時，先要搞清楚研究什么元件上的電流隨時間的變化關(guān)系；其次要根據(jù)線圈的自感電動勢引起的感應(yīng)電流的方向與原來電流的方向是相同還是相反、大小如何變化等因素來確定圖象．
二、兩類自感的綜合分析方法
7．如圖6所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S的閉合和斷開的過程中，L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)()
圖6
A．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮
B．S閉合，L1不亮，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮
C．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才滅
D．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2逐漸變得更亮；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅
答案D
解析當(dāng)S接通時，L的自感系數(shù)很大，對電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電源相連，L1和L2同時亮，隨著L中電流的增大，L的直流電阻不計，L的分流作用增大，L1的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2的電流增大，L2燈變得更亮．當(dāng)S斷開時，L2中無電流，立即熄滅，而電感L將要維持本身的電流不變，L和L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅，綜上所述，選項D正確．
方法總結(jié)當(dāng)電路中有電感L時，若電路中的電流發(fā)生變化，電感L的作用總是阻礙電流的變化．當(dāng)電路穩(wěn)定時，電感L相當(dāng)于一段導(dǎo)體．若電感L中有直流電阻，則相當(dāng)于電阻；若無直流電阻，則它相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線．
8．如圖7所示電路中有L1和L2兩個完全相同的燈泡，線圈L的電阻忽略不計，下列說法中正確的是()
圖7
A．閉合S時，L2先亮，L1后亮，最后一樣亮
B．?dāng)嚅_S時，L2立刻熄滅，L1過一會熄滅
C．L1中的電流始終從a到b
D．L2中的電流始終從c到d
答案A
解析閉合S時，L2中立即有從d到c的電流，先亮，而線圈由于自感作用，線圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動勢，對原電流大小起到阻礙作用，通過線圈的電流逐漸增加，所以L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，所以最后L1、L2一樣亮．?dāng)嚅_S時，L2中由電源提供的電流瞬間消失，但是L中的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小，方向不變，使線圈與L2、L1形成回路，因此L1、L2將過一會兒同時熄滅．L1中的電流始終由b到a，L2中的電流先由d到c，后由c到d.
方法總結(jié)通電時電感上的電流由無到有逐漸增大，斷電時電流由有到無逐漸減?。?/p>

物理3-2電磁感應(yīng)教案

第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律教案

【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識與技能：
（1）、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。
（2）、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。
（3）、理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。
（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。
（5）、會用解決問題。
2、過程與方法
（1）、通過學(xué)生實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。
（2）、通過推導(dǎo)閉合電路，部分導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識探究問題的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
（1）、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題，培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
（2）、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教學(xué)重點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律。
【教學(xué)難點(diǎn)】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【教學(xué)方法】實驗法、歸納法、類比法
【教具準(zhǔn)備】
多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問：
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？
答：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2、恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？
答：電路閉合，且這個電路中一定有電源。
3、在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？
答：由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。
二、引入新課
1、問題1：既然會判定感應(yīng)電流的方向，那么，怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢？
答：既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動勢．只要能確定感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)閉合電路歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流大小了．
2、問題2：如圖所示，在螺線管中插入一個條形磁鐵，問
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答：有，因為磁通量有變化
②、有感應(yīng)電流,是誰充當(dāng)電源?
答：由恒定電流中學(xué)習(xí)可知，對比可知左圖中的虛線框內(nèi)線圈部分相當(dāng)于電源。

③、上圖中若電路是斷開的，有無感應(yīng)電流電流？有無感應(yīng)電動勢？
答：電路斷開，肯定無電流，但仍有電動勢。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？
答：回路（不一定是閉合電路）中的磁通量發(fā)生變化．
4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，你有什么發(fā)現(xiàn)？
答：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢，但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合，因此研究感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更有意義。（情感目標(biāo)）
本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢
三、進(jìn)行新課
（一）、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素
（1）探究目的：感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)？（學(xué)生猜測）
（2）探究要求：
①、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管，記錄表針的最大擺幅。
②、迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒，記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片，迅速和緩慢的插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅；
（3）、探究問題：
問題1、在實驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？
問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？
問題3：在實驗中，快速和慢速效果有什么相同和不同？
（4）、探究過程
安排學(xué)生實驗。（能力培養(yǎng)）
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗，（課件展示）回答以上問題
學(xué)生甲：穿過電路的Φ變化產(chǎn)生E感產(chǎn)生I感.
學(xué)生乙：由全電路歐姆定律知I=，當(dāng)電路中的總電阻一定時，E感越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。
學(xué)生丙：磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。
可見，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關(guān)，即與磁通量的變化率有關(guān).
把定義為磁通量的變化率。
上面的實驗，我們可用磁通量的變化率來解釋：
學(xué)生甲：實驗中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）時，大，I感大，
E感大。
實驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大，電動勢越大。

（二）、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
（師生共同活動，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式）（課件展示）
E=k
在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時間單位是秒（s），可以證明式中比例系數(shù)k=1，（同學(xué)們可以課下自己證明），則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個N匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?br> E=n
1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt
??⑵感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
??⑶感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷
??⑷感應(yīng)電動勢的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定：
??當(dāng)ΔΦ＝ΔＢＳcosθ則ε＝ΔＢ／ΔtＳcosθ
??當(dāng)ΔΦ＝ＢΔＳcosθ則ε＝ＢΔＳ／Δtcosθ
??當(dāng)ΔΦ＝ＢＳΔ(cosθ)則ε＝ＢＳΔ（cosθ）／Δt
注意：為B.S之間的夾角。
4、特例——導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
用課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？（課件展示）
解析：設(shè)在Δt時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動到a1b1，這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得
E==BLv

這是導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式，需要理解
（1）B,L,V兩兩垂直
（2）導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效切割長度
（3）導(dǎo)線運(yùn)動方向和磁感線平行時，E=0
（4）速度V為平均值（瞬時值），E就為平均值（瞬時值）
問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動方向跟磁感線方向有一個夾角θ，感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎？
用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強(qiáng)調(diào)：在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt：求平均電動勢
E=BLV：v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值時求平均電動勢
課堂練習(xí)：
例題1：下列說法正確的是（D）
A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
例題2：一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解：由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ＝ΔＢ×Ｓ②
由①②聯(lián)立可得E=nΔＢ×Ｓ/Δt
代如數(shù)值可得Ｅ＝1.6Ｖ
例題3、如圖所示，在磁感強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD，框電阻不計，上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab，已知金屬絲質(zhì)量為0.2g，電阻R＝0.2Ω，不計阻力，求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m／s)
??問1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30°角，不計阻力，B垂直于框平面，求v？
答案：(2m／s)
??問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且μ＝0.2，求v？
答案：(1.3m／s)
??問3：若不計摩擦，而將B方向改為豎直向上，求v？
答案：(2.67m／s)
??問4：若此時再加摩擦μ＝0.2，求v？
答案：(1.6m／s)
??
【課堂小結(jié)】
1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
2、認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業(yè)：第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總
結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架,把書本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識,讓學(xué)生有收獲成功感。
本節(jié)課,重點(diǎn)是理解法拉第電磁感應(yīng)定律,不要過多的進(jìn)行訓(xùn)練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進(jìn).

5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé)，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）”，希望對您的工作和生活有所幫助。

5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）
1．輸電線上的功率損失P＝________，降低輸電損耗的兩個途徑為：
____________________，____________________.
2．遠(yuǎn)距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用________變壓器______電壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過______變壓器______所需的電壓．
3．下列關(guān)于電能輸送的說法中正確的是()
A．輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)
B．減小輸電導(dǎo)線上功率損失的惟一辦法是采用高壓輸電
C．減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的惟一方法是增大輸電線的橫截面積
D．實際輸電時，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等
4．輸電導(dǎo)線的電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()
A．U1∶U2B．U21∶U22
C．U22∶U21D．U2∶U1
5．如圖1所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖．關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是()
圖1
A．增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失
B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗
C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小
D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好
【概念規(guī)律練】
知識點(diǎn)一線路損耗問題
1．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列計算輸電線損耗的式子中，正確的是()
A.U21RB.U1－U22R
C．I2RD．I(U1－U2)
2．某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能．若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R.則下列說法正確的是()
A．輸電線上的電流I＝UR
B．輸電線上的電流I＝P0U
C．輸電線上損失的功率P＝(P0U)2R
D．輸電線上損失的功率P＝U2R
知識點(diǎn)二遠(yuǎn)距離輸電線路中各物理量的關(guān)系
3．一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V，60W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()
A．T1原、副線圈電流分別為103A和20A
B．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220V
C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1
D．有6×104盞燈泡(220V,60W)正常發(fā)光
4．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則()
圖2
A.n2n1n3n4
B.n2n1n3n4
C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓
D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率
【方法技巧練】
關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問題的分析方法
5．發(fā)電機(jī)的端電壓220V，輸出電功率44kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用初、次級匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶，則
(1)畫出全過程的線路示意圖；
(2)求用戶得到的電壓和功率；
(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率．

6．在遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關(guān)系式正確的是()
A．P′＝U2SρLB．P′＝P2ρLU2S
C．P用＝P－U2SρLD．P用＝P(1－PρLU2S)
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．I2r減小輸電導(dǎo)線的電阻減小輸電導(dǎo)線中的電流
2．升壓升高降壓降到
3．AD
4．C[由P＝UI，P損＝I2R可得P損＝P2RU2，所以輸電線上損失的功率與輸送電壓的平方成反比，C項正確．]
5．ABD[導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線的電阻越小，電能損失就越小，A對；在輸送功率一定的前提下，提高輸送電壓U，由I＝PU知，能減小電流I，從而減小發(fā)熱損耗，B對；若輸送電壓一定，由I＝PU知，輸送的電功率P越大，I越大，發(fā)熱損耗就越多，C錯；高壓輸電時要綜合考慮材料成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性等各種因素，不是電壓越高越好，D對．]
課堂探究練
1．BCD[輸電線的損耗P損＝I2R線＝U2線R線＝IU線
其中U線＝U1－U2，故B、C、D正確．]
點(diǎn)評計算功率損失常用公式P損＝I2線R線和P損＝U2線R線，特別在利用P損＝U2線R線時要注意U線是R線上的電壓．
2．BC[輸電線上的電流I線＝P0U＝U線R故A錯誤，B正確；輸電線上的功率損失P＝I2線R＝(P0U)2R＝U2線R，故C正確，D錯誤．]
點(diǎn)評由功率損失P＝(P輸U(kuò)輸)2R線知：當(dāng)輸送功率P輸一定時減少輸電線上功率損失的方法為提高輸電電壓或減小輸電導(dǎo)線的電阻．
3．ABD[輸電線上消耗的功率P線＝I22R＝400kW，則I2＝P線R＝20A，又P1＝U1I1，則I1＝P1U1＝103A，故A正確；T1的變壓比U1U2＝I2I1＝150，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105V，輸電線上損失電壓U線＝I2R＝2×104V，則T2原線圈的輸入電壓U3＝U2－U線＝1.8×105V，又燈泡正常發(fā)光，T2的副線圈的電壓為220V，B正確；T2的變壓比U3U4＝1.8×105220＝900011，C錯誤；根據(jù)U3I2＝60n，解得n＝6×104，D正確．]
點(diǎn)評遠(yuǎn)距離輸電線路圖如下
各物理量有下列關(guān)系
①電壓關(guān)系：U發(fā)＝U1，U1U2＝n1n2，U2＝U3＋U損，U3U4＝n3n4，U4＝U用；
②電流關(guān)系：n1I1＝n2I2，I2＝I線＝I3，n3I3＝n4I4；
③功率關(guān)系：P發(fā)＝P1＝P2，P2＝P3＋P損，P3＝P4＝P用，
P損＝I2R線，P損＝PU22R線，P損＝IU損．
4．AD[由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率．P出－P損＝P入，故D正確.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因為U1＝200VU4＝220V，U2U3＝U2－U線，故n2n1n3n4，選項A正確．]
點(diǎn)評在理解電壓關(guān)系時，可把輸電線路理解為三個閉合回路．如圖
第一個回路發(fā)電機(jī)是電源，升壓變壓器的原線圈是用電器，若輸電線電阻忽略則有U發(fā)＝U1；第二個回路升壓變壓器副線圈是電源，降壓變壓器的原線圈為用電器，則有U2＝U線＋U3；第三個回路降壓變壓器副線圈為電源，用戶為用電器，若輸電線電阻忽略則有U4＝U用．
5．(1)見解析(2)219.6V4.392×104W
(3)180V3.6×104W
解析(1)示意圖如下圖所示
(2)升壓變壓器次級的輸出電壓
U2＝n2n1U1＝101×220V＝2200V
據(jù)升壓變壓器輸出電功率等于輸入電功率知，升壓變壓器次級輸出電流
I2＝PU2＝44×1032200A＝20A
輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為
UR＝I2R＝20×0.2V＝4V
PR＝I22R＝202×0.2W＝80W
加到降壓變壓器初級上的輸入電流和電壓為
I3＝I2＝20A
U3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V
降壓變壓器次級的輸出電壓和電流為
U4＝n4n3U3＝110×2196V＝219.6V
I4＝n3n4I3＝10×20A＝200A
用戶得到的功率為
P4＝I4U4＝200×219.6W＝4.392×104W
(3)若不采用高壓輸電，用220V低壓直接供電時，電路如下圖所示，則輸電電流I＝PU1＝44×103220A＝200A，輸電線路上的電壓損失
UR′＝IR＝200×0.2V＝40V
所以用戶得到的電壓為
U4′＝U1－UR′＝220V－40V＝180V
用戶得到的功率為P4′＝IU4′＝200×180W＝3.6×104W
方法總結(jié)(1)求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是熟悉輸電線路圖，并畫出示意圖，把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上．
(2)分別在“三個回路”以及“兩個變壓器”上找各物理量的關(guān)系，特別注意以升壓變壓器的副線圈、輸電線、降壓變壓器的原線圈組成的回路，在此回路中利用電路知識分析電壓關(guān)系和功率關(guān)系．
6．BD[輸電線電阻R＝ρLS，輸電電流I＝PU
故輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝PU2ρLS＝P2ρLU2S
用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝P1－PρLU2S.故B、D正確．]
方法總結(jié)在遠(yuǎn)距離輸電問題中，也要時刻注意能量守恒這一線索，即發(fā)電機(jī)的總功率應(yīng)等于線路上損失的熱功率和用戶得到的功率之和(在不考慮變壓器自身的能量損失的條件下)．