高中物理電磁感應(yīng)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-02-18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(shí)與技能:
(1)、知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),及決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(huì)用解決問(wèn)題。
2、過(guò)程與方法
(1)、通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力。
(2)、通過(guò)推導(dǎo)閉合電路,部分導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv,掌握運(yùn)用理論知識(shí)探究問(wèn)題的方法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個(gè)性與共性問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同事物進(jìn)行分析,找出共性與個(gè)性的辯證唯物主義思想。
(2)、通過(guò)比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)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(jì)、螺線管、磁鐵。
【教學(xué)過(guò)程】
一、復(fù)習(xí)提問(wèn):
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(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2、恒定電流中學(xué)過(guò),電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?
答:電路閉合,且這個(gè)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(wèn)題1:既然會(huì)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(dòng)勢(shì).只要能確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(wèn)題2:如圖所示,在螺線管中插入一個(gè)條形磁鐵,問(wèn)
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過(guò)程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答:有,因?yàn)榇磐坑凶兓?br>
②、有感應(yīng)電流,是誰(shuí)充當(dāng)電源?
答:由恒定電流中學(xué)習(xí)可知,對(duì)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(kāi)的,有無(wú)感應(yīng)電流電流?有無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?
答:電路斷開(kāi),肯定無(wú)電流,但仍有電動(dòng)勢(shì)。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(guò)回路的磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(dòng)勢(shì)比感應(yīng)電流更有意義。(情感目標(biāo))
本節(jié)課我們就來(lái)一起探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
三、進(jìn)行新課
(一)、探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素
(1)探究目的:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小跟什么因素有關(guān)?(學(xué)生猜測(cè))
(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(dòng)導(dǎo)體棒,記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動(dòng)滑動(dòng)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(wèn)題:
問(wèn)題1、在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?
問(wèn)題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?
問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究過(guò)程
安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)。(能力培養(yǎng))
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn),(課件展示)回答以上問(wèn)題
學(xué)生甲:穿過(guò)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(shí),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(jiàn),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量變化和所用時(shí)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(shí)驗(yàn),我們可用磁通量的變化率來(lái)解釋:
學(xué)生甲:實(shí)驗(yàn)中,將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時(shí),大,I感大,
E感大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大。磁通量的變化率越大,電動(dòng)勢(shì)越大。
(二)、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn),越大,E感越大,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗(yàn)表明:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)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(dòng),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(guó)際單位制中,電動(dòng)勢(shì)單位是伏(V),磁通量單位是韋伯(Wb),時(shí)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(gè)N匝線圈,且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?br>
E=n
1.內(nèi)容:電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比
??⑶感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律來(lái)判斷
??⑷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
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(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng),以速度v勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?(課件展示)
解析:設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來(lái)的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1,這時(shí)線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過(guò)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[筆稿范文網(wǎng) GX86.COM]
這是導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算更簡(jiǎn)捷公式,需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效切割長(zhǎng)度
(3)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=0
(4)速度V為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)
問(wèn)題:當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用上面的公式計(jì)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(chǎng)中,導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解析:可以把速度v分解為兩個(gè)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(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv1=BLvsinθ
強(qiáng)調(diào):在國(guó)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(gè)公式比較得出E=ΔΦ/Δt:求平均電動(dòng)勢(shì)
E=BLV:v為瞬時(shí)值時(shí)求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì),v為平均值時(shí)求平均電動(dòng)勢(shì)
課堂練習(xí):
例題1:下列說(shuō)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)一定越大
C、線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大
例題2:一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
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(chǎng)中有一個(gè)與之垂直的金屬框ABCD,框電阻不計(jì),上面接一個(gè)長(zhǎng)0.1m的可滑動(dòng)的金屬絲ab,已知金屬絲質(zhì)量為0.2g,電阻R=0.2Ω,不計(jì)阻力,求金屬絲ab勻速下落時(shí)的速度。(4m/s)
??問(wèn)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(jì)阻力,B垂直于框平面,求v?
答案:(2m/s)
??問(wèn)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(wèn)3:若不計(jì)摩擦,而將B方向改為豎直向上,求v?
答案:(2.67m/s)
??問(wèn)4:若此時(shí)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(qǐng)一個(gè)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(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)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(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)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(shí)框架。
【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁(yè)“思考與討論”
課后作業(yè):第17頁(yè)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(qǐng)一個(gè)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(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)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(shí)框架,把書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí),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(guò)多的進(jìn)行訓(xùn)練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進(jìn).
擴(kuò)展閱讀
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(shuō),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(dòng)起來(lái),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(duì)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(dòng)勢(shì),叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)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(dòng)勢(shì)時(shí)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(dòng)勢(shì),下列說(shuō)法中正確的是()
A.電源電動(dòng)勢(shì)就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(méi)有感應(yīng)電流就一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.電路中有電流就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
答案B
解析電源電動(dòng)勢(shì)的來(lái)源很多,不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,如果沒(méi)有感應(yīng)電流,也可以有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),C錯(cuò)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(dòng)勢(shì).
4.穿過(guò)一個(gè)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(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2V
B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2V
C.線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)中自由下落,并始終保持水平方向且與磁場(chǎng)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(lái)越大
D.UaUb,Uab越來(lái)越大
答案Db,所以UbUa,由Uab=E=Blv及棒自由下落時(shí)v越來(lái)越大,可知Uab越來(lái)越大,D項(xiàng)正確.→b,所以UbUa,由Uab=E=Blv及棒自由下落時(shí)v越來(lái)越大,可知Uab越來(lái)越大,D項(xiàng)正確.
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一公式E=nΔΦΔt的理解
1.一個(gè)200匝、面積為20cm2的線圈,放在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)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(guò)程中穿過(guò)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(dòng)勢(shì)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(chǎng)的變化引起的,應(yīng)該用公式ΔΦ=ΔBSsinθ來(lái)計(jì)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(dòng)勢(shì)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(píng)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(jì)算公式
磁通
量ΦWb表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過(guò)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(guò)程中穿過(guò)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(guò)某一面積的磁通量變化的快慢ΔΦΔt=BΔSΔt?ΔBΔtS
特別提醒①對(duì)Φ、ΔΦ、ΔΦΔt而言,穿過(guò)一匝線圈和穿過(guò)n匝是一樣的,而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則不一樣,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比.
②磁通量和磁通量的變化率的大小沒(méi)有直接關(guān)系,Φ很大時(shí),ΔΦΔt可能很小,也可能很大;Φ=0時(shí),ΔΦΔt可能不為零.
2.下列說(shuō)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)一定越大
C.線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大
答案D
解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nΔΦΔt,即E與ΔΦΔt成正比,與Φ或ΔΦ的大小無(wú)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(dòng)勢(shì)越大,故只有D正確.
點(diǎn)評(píng)正確理解決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(chǎng)中,一根跟磁場(chǎng)垂直長(zhǎng)20cm的導(dǎo)線以2m/s的速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)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(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______.
圖2
答案0.2V
解析E=Blvsin30°=(1×0.2×2×sin30°)V=0.2V
點(diǎn)評(píng)(1)當(dāng)導(dǎo)體平動(dòng)垂直切割磁感線時(shí),即B、l、v兩兩垂直時(shí)(如圖所示)E=Blv.
(2)當(dāng)導(dǎo)體平動(dòng)但不垂直切割磁感線時(shí)即v與B有一夾角θ,如右圖所示,此時(shí)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(gè)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(dòng)勢(shì)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(chǎng)中,長(zhǎng)為l的金屬棒OA在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖3所示,求:金屬棒OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
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(píng)當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí),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(dòng)勢(shì)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(jì).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(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng).令U表示MN兩端電壓的大小,則()
圖4
A.U=12vBl,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
B.U=12vBl,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
C.U=vBl,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
D.U=vBl,流過(guò)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(dòng)勢(shì)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(shí)間內(nèi),桿掃過(guò)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(dòng)勢(shì)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(dòng)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的問(wèn)題時(shí),兩個(gè)公式都可使用.
6.如圖5所示,A、B兩個(gè)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(chǎng),則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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?yàn)镽=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(chǎng)間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量的變化完全是由磁場(chǎng)的變化引起的,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直穿過(guò)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(shí),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(shí),這個(gè)回路的總電動(dòng)勢(shì)為:E=2Bav.并聯(lián)的兩個(gè)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(chǎng)和導(dǎo)體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小在變化,求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),應(yīng)采用公式E=Blvsinθ.
8.如圖7所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,在磁場(chǎng)中有一邊長(zhǎng)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(jì),cd邊有固定的水平軸,導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng);現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放,不計(jì)摩擦和空氣阻力,金屬框經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到豎直位置,此時(shí)ab邊的速度為v,求:
圖7
(1)此過(guò)程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;
(2)線框運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)線框感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的大小為E=Bl2t
(2)轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),bc、ad兩邊不切割磁感線,ab邊垂直切割磁感線,E=Blv,此時(shí)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
方法總結(jié)求解某一過(guò)程(或某一段時(shí)間)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而平均速度又不能求得時(shí),應(yīng)選用公式E=nΔΦΔt.如問(wèn)題(1),但求某一瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)應(yīng)采用E=Blvsinθ.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?以下是小編為大家收集的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道磁通量的定義,公式的適用條件,會(huì)用這一公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.
2、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
3、理解“不論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生”.
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
能力目標(biāo)
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
1、學(xué)生認(rèn)識(shí)“從個(gè)性中發(fā)現(xiàn)共性,再?gòu)墓残灾欣斫鈧€(gè)性,從現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點(diǎn).
教學(xué)建議
關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)分析
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
②當(dāng)磁體相對(duì)靜止的閉合電路運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
③當(dāng)磁體和閉合電路都保持靜止,而使穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生改變時(shí),電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
其實(shí)上述①、②兩種情況均可歸結(jié)為穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生改變,所以,不論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移,電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵循能量守恒定律.
教法建議
1、課本中得出結(jié)論后的思考與討論,是一個(gè)進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生手腦并用、獨(dú)立思考,全面認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的題目,教師可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生思考和討論.
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化,這不但能從能量的觀點(diǎn)讓學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)有明確的認(rèn)識(shí),而且進(jìn)一步強(qiáng)化了能量守恒定律的普遍意義.有條件的,可以由教師引導(dǎo)學(xué)生自行分析,以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析問(wèn)題的能力.
教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn),而正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn).由于學(xué)生在初中時(shí)已經(jīng)接觸過(guò)相關(guān)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此在講解電流的產(chǎn)生時(shí)可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),如果條件允許可以讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),并在教師引導(dǎo)下進(jìn)行分組討論,教師可以通過(guò)問(wèn)題的設(shè)計(jì)來(lái)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,例如:對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)以及相關(guān)問(wèn)題的探討,讓學(xué)生明白感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.正確理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學(xué)設(shè)計(jì)方案
教學(xué)目的:
1、知道磁通量的定義,知道磁通量的國(guó)際單位,知道公式的適用條件,會(huì)用公式計(jì)算.
2、啟發(fā)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從中分析歸納通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件.
3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析問(wèn)題的能力.
教學(xué)重點(diǎn):感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
教學(xué)難點(diǎn):正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.
教學(xué)儀器:電池組,電鍵,導(dǎo)線,大磁針,矩形線圈,碲形磁鐵,條形磁鐵,原副線圈,演示用電流表等.
教學(xué)過(guò)程:
一、教學(xué)引入:
在磁可否生電這個(gè)問(wèn)題上,英國(guó)物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實(shí)驗(yàn),把導(dǎo)線放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件,他以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年,終于找到了這個(gè)條件,從而開(kāi)辟了物理學(xué)又一嶄新天地.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
二、教學(xué)內(nèi)容
1、磁通量()
復(fù)習(xí):磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念
引入:教師:我們知道,磁場(chǎng)的強(qiáng)弱(即磁感應(yīng)強(qiáng)度)可以用磁感線的疏密來(lái)表示.如果一個(gè)面積為的面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置,則穿過(guò)這個(gè)面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把與的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量.
(1)定義:面積為,垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置,則與乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,用Φ表示.
(2)公式:
(3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1T·m2
磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù).
注意強(qiáng)調(diào):
①只要知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和所討論面的面積,在面與磁場(chǎng)方向垂直的條件下(不垂直可將面積做垂直磁場(chǎng)方向上的投影.)磁通量是表示穿過(guò)討論面的磁感線條數(shù)的多少.在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過(guò)面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過(guò)該面的磁通量的大?。绻霉絹?lái)計(jì)算磁通量,但是只適合于勻強(qiáng)磁場(chǎng).
②磁通量是標(biāo)量,但是有正負(fù)之分,磁感線穿過(guò)某一個(gè)平面,要注意是從哪一面穿入,哪一面穿出.
2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
內(nèi)容引入:奧斯特實(shí)驗(yàn)架起了一座連通電和磁的橋梁,此后人們對(duì)電能生磁已深信不疑,但磁能否生電呢?
在磁可否生電這個(gè)問(wèn)題上,英國(guó)物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實(shí)驗(yàn),把導(dǎo)線放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件,他以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年,終于找到了這個(gè)條件,從而開(kāi)辟了物理學(xué)又一嶄新天地.
3、實(shí)驗(yàn)演示
實(shí)驗(yàn)1:學(xué)生實(shí)驗(yàn)——導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線的運(yùn)動(dòng)
觀察現(xiàn)象:AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng),可見(jiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn).
學(xué)生得到初步結(jié)論:當(dāng)閉合回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有了電流.
現(xiàn)象分析:如圖1導(dǎo)體不切割磁力線時(shí),電路中沒(méi)有電流;而切割磁力線時(shí)閉合電路中有電流.回憶磁通量定義(師生討論)對(duì)閉合回路而言,所處磁場(chǎng)未變,僅因?yàn)锳B的運(yùn)動(dòng)使回路在磁場(chǎng)中部分面積變了,使穿過(guò)回路的磁通變化,故回路中產(chǎn)生了電流.
設(shè)問(wèn):那么在其它情況下磁通變化是否也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?
實(shí)驗(yàn)2:演示實(shí)驗(yàn)——條形磁鐵插入線圈
觀察提問(wèn):
A、條形磁鐵插入或取出時(shí),可見(jiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn).
B、磁鐵與線圈相對(duì)靜止時(shí),可見(jiàn)電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:(師生討論)對(duì)線圈回路,當(dāng)線圈與磁鐵有沿軸線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),所處磁場(chǎng)因磁鐵的遠(yuǎn)離和靠近而變化,而未變,故穿過(guò)線圈的磁通變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,而當(dāng)磁鐵不動(dòng)時(shí),線圈處,不變,故無(wú)感應(yīng)電流.
實(shí)驗(yàn)3:演示實(shí)驗(yàn)——關(guān)于原副線圈的實(shí)驗(yàn)演示
實(shí)驗(yàn)觀察:移動(dòng)變阻器滑片(或通斷開(kāi)關(guān)),電流表指針偏轉(zhuǎn).當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí),電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:對(duì)線圈,滑片移動(dòng)或開(kāi)關(guān)通斷,引起A中電流變,則磁場(chǎng)變,穿過(guò)B的磁通變,故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí),磁場(chǎng)不變,磁通不變,則B中無(wú)感應(yīng)電流.
教師總結(jié):不同的實(shí)驗(yàn),其共同處在于:只要穿過(guò)閉合回路的磁通量的變化,不管引起磁通量變化的原因是什么,閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
結(jié)論:
無(wú)論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化:
引導(dǎo)學(xué)生討論分析上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化情況.
3、例題講解
4、教師總結(jié):
能量守恒定律是一個(gè)普遍定律,同樣適合于電磁感應(yīng)現(xiàn)象.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移.
5、布置作業(yè)
高考物理電磁感應(yīng)備考復(fù)習(xí)教案
§X4《電磁感應(yīng)》章末測(cè)試題
一、選擇題每題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確
1.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟:
(A)穿過(guò)這一電路的磁通量成正比(B)穿過(guò)這一電路的磁通量的變化量成正比
(C)穿過(guò)這一電路的磁通量變化率成正比
(D)穿過(guò)這一電路的磁通量的變化快慢有關(guān),跟磁通量的變化量無(wú)關(guān)。
4將一磁鐵緩慢插入或者迅速的插入到閉合線圈中的同一位置,不發(fā)生變化的物理量是:
(G)通過(guò)線圈的磁通量(B)通過(guò)線圈的磁通量的變化率
(C)感應(yīng)電流的大小(D)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量
3、如圖1所示,用鋁板制成“U”形框,將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方,讓整個(gè)裝置在水平方向的磁場(chǎng)中向左以速度V勻速運(yùn)動(dòng),若懸線拉力為F則:
(A)懸線豎直,F(xiàn)=mg
(B)懸線豎直,F(xiàn)<mg
(C)適當(dāng)選擇V的大小可使F=0,
(D)因條件不足,F(xiàn)與mg的大小關(guān)系無(wú)法確定
4.如圖2所示,n=50匝的圓形線圈M,它的兩端點(diǎn)a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連,線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖所示,則ab兩點(diǎn)的電勢(shì)高低與電壓表的讀數(shù)為:
(A)>,20V
(B)>,100V
(C)<,20V(D)<,100V
5.一個(gè)面積S=4×10m、匝數(shù)n=100匝的線圈,放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化規(guī)律如圖3所示,由圖可知:
(A)在開(kāi)始2秒內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化率等于0.08Wb/s
(H)在開(kāi)始2秒內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量等于零
(I)在開(kāi)始2秒內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于8V
(J)在第3秒末感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零
6.如圖4所示,兩水平放置的平行金屬板M、N放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)線ab帖著M、N邊緣以速度V向右勻速滑動(dòng),當(dāng)一帶電粒子以水平速度V射入兩板間后,能保持勻速直線運(yùn)動(dòng),該帶電粒子可能:
(A)帶正電、速度方向向左
(B)帶負(fù)電速度方向向左
(C)帶正電速度方向向右
(D)
D)帶負(fù)電速度方向向右
7.如圖5所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,導(dǎo)體棒AB在金屬框上向右運(yùn)動(dòng);以下說(shuō)法正確的是:
(A)AB中無(wú)電流
(B)AB中有電流,方向由A向B
(C)AB中有電流,方向由B向A
(D)AB中有電流,方向時(shí)而由A向B,時(shí)而由B向A
8、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,讓長(zhǎng)為0.2m的導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向,導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.5V,則導(dǎo)線切割磁感線的速度為:
(A)0.5m/s(B)5m/s(C)0.05m/s(D)2.5m/s
二、填空題請(qǐng)把正確答案填到劃線處
9、如圖6所示,一有限范圍內(nèi)的磁場(chǎng),寬度為d,將一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框以速度V勻速的通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。若dL,則在線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于。
10、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一線圈,磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈平面的夾角為α,已知穿過(guò)這個(gè)線圈的磁通量為Φ,線圈的面積為S,這個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。
11、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T,垂直切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度為40cm,線框向左勻速運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s,如圖7所示;整個(gè)線框的電阻為2Ω,線框中的感應(yīng)電流大小是。
12、圖8中“]”形金屬線框的兩平行邊間距為L(zhǎng)米,垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B特,線框上連接的電阻阻值為R歐,其它電阻不計(jì),當(dāng)MN金屬棒以垂直于磁感線方向的速度V米/秒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
為伏,電阻R消耗的電功率為瓦。
三、計(jì)算題請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。
13、如圖9所示,電阻為R的矩形線圈,長(zhǎng)為L(zhǎng),寬為a,在外力的作用下以速度v向右運(yùn)動(dòng),通過(guò)寬度為d磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在下列兩種情況下求外力做的功:
(1)L<d
(2)L>d
14、如圖10所示,MN、PQ是兩條水平放置的平行光滑導(dǎo)軌,其阻值可以忽略不計(jì),軌道間距L=0.6m。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10T,金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置與導(dǎo)軌接觸良好,ab桿在導(dǎo)軌間部分的電阻r=1.0Ω,在導(dǎo)軌的左側(cè)連接有電阻R、R,阻值分別為R=3.0Ω,R=6.0Ω,ab桿在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。
(1)ab桿哪端的電勢(shì)高?
(2)求通過(guò)ab桿的電流I
(3)求電阻R上每分鐘產(chǎn)生的熱量Q。
15、如圖11所示,一個(gè)質(zhì)量為m=0.01kg,邊長(zhǎng)L=0.1m,電阻R=0.4Ω的正方形導(dǎo)體線框abcd,從高h(yuǎn)=0.8m的高處由靜止自由下落,下落時(shí)線框平面始終在豎直平面內(nèi),且保持與水平磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)線框下邊bc剛一進(jìn)入下方的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),恰好做勻速運(yùn)動(dòng)(g=10m/s)
(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小
(2)如果線圈的下邊bc通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為t=0.125s,求bc邊剛從磁場(chǎng)下邊穿出時(shí)線框的加速度大小。
電磁感應(yīng)參考答案:
§4.1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)§4.2探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件
自主學(xué)習(xí):1.利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電感應(yīng)電流2.法拉第3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電源
4.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化5.右手定則楞次定律
針對(duì)訓(xùn)練1.(1)電源連接兩端點(diǎn)連在一起
(2)振蕩(振動(dòng))感應(yīng)電流停在原位置
2.D3.D4.CD
能力訓(xùn)練1.B2.A3.CD4.AB5.ABC6.ABD7.ACD
8.A9.ABD10.AD
§4.3法拉第電磁感應(yīng)定律
自主學(xué)習(xí)1.BD2.D3.4.5:15.
針對(duì)訓(xùn)練1.A2.B3.ACD4.
5.證明:設(shè)導(dǎo)體棒以速度V勻速向右滑動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所圍面積的變化
6.(1)0.8V(2)4A
能力訓(xùn)練1.BCD2.AD3.ABCD4.ACD5.BC6.
7.(1)5V,4.5V(2)2.5W8.9.增大,減小
10.(1)0.4米(2)0.4米/秒0.0392J
§4.4楞次定律
自主學(xué)習(xí)1.逆時(shí)針無(wú)有順時(shí)針2.
針對(duì)訓(xùn)練1.C2.D3.D4.A5.高高6.阻礙磁通量的變化
阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)是其它形式的7.磁通量的變化
能力訓(xùn)練1.A2.D3.BD4.BC5.D6.BC7.D8.
9.B10.(1)0.4Aab(2)
§4.5感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
自主學(xué)習(xí)1.感生電場(chǎng)感生電動(dòng)勢(shì)2.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
針對(duì)訓(xùn)練1.D2.0.10.23.D4.B5.B6.D7.AC
能力訓(xùn)練1.D2.B3.BD4.D5.A6.D7.1:21:2
4:11:18.1m/s0.1W0.04J9.
10.
§4.6互感和自感
自主學(xué)習(xí)1.由于通過(guò)導(dǎo)體本身的電流變化2.相反相同3.變化率
針對(duì)訓(xùn)練1.ab斷電自感2.A2先亮A1后亮
3.A1A2立即熄滅A1滯后一段時(shí)間滅4。AC5.BC6.AD
能力訓(xùn)練1.BD2.BCD3.BCD4.B5.BD6.AD7.B因?yàn)椴恢谰€圈電阻與燈的電阻的大小關(guān)系,C不能確定D1是否更亮一下再熄滅8.D9.ACD10.abababba
§4.7渦流
自主學(xué)習(xí)1.渦流2.電磁阻尼3.電磁驅(qū)動(dòng)
針對(duì)訓(xùn)練1.C2.C3.AC4.渦流5.渦流6.渦流
7.渦流8。電磁驅(qū)動(dòng)
電磁感應(yīng)測(cè)試
1.CD2.AD3.A4.B5.AC6.CD7.C8.B9.10.11.0.4A12.BLV
13.
14.(1)a
(2)0.01A
(3)
15.(1)1T(2)
高考物理考試考點(diǎn):電磁感應(yīng)
20xx年高考物理考試考點(diǎn):電磁感應(yīng)
物理是高考考試中能夠拉開(kāi)分?jǐn)?shù)的學(xué)科,要想取得好的物理成績(jī)必須重視物理考試考點(diǎn)的掌握,下面xx為大家?guī)?lái)20xx年高考物理考試考點(diǎn):電磁感應(yīng),希望對(duì)大家提高物理知識(shí)水平有所幫助。
1.★電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:無(wú)論回路是否閉合,只要穿過(guò)線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。
(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流。
2.磁通量(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,定義式:Φ=BS。如果面積S與B不垂直,應(yīng)以B乘以在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積S′,即Φ=BS′,國(guó)際單位:Wb
求磁通量時(shí)應(yīng)該是穿過(guò)某一面積的磁感線的凈條數(shù)。任何一個(gè)面都有正、反兩個(gè)面;磁感線從面的正方向穿入時(shí),穿過(guò)該面的磁通量為正。反之,磁通量為負(fù)。所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和。
3.★楞次定律
(1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定,而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡(jiǎn)便。
(2)對(duì)楞次定律的理解
①誰(shuí)阻礙誰(shuí)---感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量。
②阻礙什么---阻礙的是穿過(guò)回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身。③如何阻礙---原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”。④阻礙的結(jié)果---阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少。
(3)楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因,表現(xiàn)形式有三種:
①阻礙原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);③阻礙原電流的變化(自感)。
★★★★4.法拉第電磁感應(yīng)定律
電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。表達(dá)式E=nΔΦ/Δt
當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為E=BLvsinθ。當(dāng)B、L、v三者兩兩垂直時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv。(1)兩個(gè)公式的選用方法E=nΔΦ/Δt計(jì)算的是在Δt時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì),只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí),它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)。E=BLvsinθ中的v若為瞬時(shí)速度,則算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì):若v為平均速度,算出的就是平均電動(dòng)勢(shì)。(2)公式的變形
①當(dāng)線圈垂直磁場(chǎng)方向放置,線圈的面積S保持不變,只是磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=nSΔB/Δt。
②如果磁感強(qiáng)度不變,而線圈面積均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Nbδs/Δt。
5.自感現(xiàn)象
(1)自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)自感電動(dòng)勢(shì):在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢,自感電動(dòng)勢(shì)方向總是阻礙電流的變化。
6.日光燈工作原理
(1)起動(dòng)器的作用:利用動(dòng)觸片和靜觸片的接通與斷開(kāi)起一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用,起動(dòng)的關(guān)鍵就在于斷開(kāi)的瞬間。
(2)鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點(diǎn)燃時(shí),利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時(shí)高壓;日光燈正常發(fā)光時(shí),利用自感現(xiàn)象,對(duì)燈管起到降壓限流作用。
7.電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題
在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對(duì)用電器供電,在回路中形成電流。因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往與電路問(wèn)題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。(2)畫等效電路。
(3)運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解。
8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題
(1)通過(guò)導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力作用,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往和力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起,基本方法是:①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。②求回路中電流強(qiáng)度。
③分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向)。④列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問(wèn)題中,要抓好受力情況,運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析,導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí),加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),抓住a=0時(shí),速度v達(dá)最大值的特點(diǎn)。
9.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題
導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過(guò)電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應(yīng)過(guò)程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問(wèn)題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),對(duì)應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過(guò)程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決這類問(wèn)題的基本方法是:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。
(2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式。
(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。
10.電磁感應(yīng)中圖像問(wèn)題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問(wèn)題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)的方向,從而確定其正負(fù),以及在坐標(biāo)中的范圍。
另外,要正確解決圖像問(wèn)題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對(duì)應(yīng)到實(shí)際過(guò)程中去,又能根據(jù)實(shí)際過(guò)程的抽象規(guī)律對(duì)應(yīng)到圖像中去,最終根據(jù)實(shí)際過(guò)程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。
20xx年高考物理考試考點(diǎn):電磁感應(yīng)xx為大家?guī)?lái)過(guò)了,平常備考物理的過(guò)程中需要大家掌握好考試考點(diǎn),這樣才能在考試中取得好成績(jī)。