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滨城一中 高二 、物理导学案 人教版选修3-2 No:4-3 编撰人：柴秀芹 审定人：毛以华 姓名： 班级： 组号： 第四节 法拉第电磁感应定律 【学习目标】 1. 知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 2. 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。知道E=BLv如何推得。会用Ent和 E=BLv解决问题。 3．感悟从不同物理现象中抽象出个性与共性问题的方法，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证关系 预 习 案 使用说明及学法指导 1.先通读教材P15-P17理解并熟记感应电动势表达式。完成教材助读，再读教材或查阅资料，解决问题，检测效果。 2.独立完成限时15分钟。 Ⅰ知识准备 1、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？ 2、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 3、如何判定感应电流的方向？感应电流的强弱又如何来确定呢？ Ⅱ、教材助读 1．法拉第电磁感应定律（猜想，探究影响感应电动势的因素） ①结论:电动势的大小与磁通量的变化 有关，磁通量的变化越 电动势越大, 磁通量的变化越 电动势越小。 ②法拉第电磁感应定律表达式： 2．特例——导线切割磁感线时的感应电动势 闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势表达式 理解:①B,L,v两两 ②导线的长度L应为 长度 ③B、v平行时，E= B、v垂直时E= Ⅲ.预习自测 1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 （ ） A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 2．如图所示，一段直导线ab放在匀强磁场中，导线长为20 cm，磁感应强度为0.50 T，导线以方向和导线垂直、大小为5.0 m/s的速度做切割磁感线运动时，a、b两端________端电势较 第一章第五节 高，电势差为________；如果将导线在纸面内转过30°角，保持速度的大小不变，方向仍跟导线垂直，做切割磁感线运动，ab两端的电势差为________。 我的疑惑 探 究 案 Ⅰ.学始于疑 1.感应电流为何存在?在电路中电动势是怎样产生的？ 2.感应电动势的大小由谁决定？ Ⅱ.质疑探究——质疑解疑、合作探究 探究点一：感应电动势存在的条件 问题1. 产生电流的条件是什么？ 问题2. 在电磁感应现象中，闭合电路中有电流，是否也应该有电动势？ 结合实例对比分析： 问题3. 如图闭合电路的电流由哪些因素决定？研究感应电动势和感应电流哪一个更有意义？ 结论：感应电动势存在的条件？ 探究点二：感应电动势的大小 问题1. 演示： 将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同或不同？观察讨论并分析归纳，填入下表： 从条件上看 从结果上看 磁通量的变化量ΔΦ 同 都产生了感应电流I 磁通量变化的快慢 同 所产生的感应电流I的大小 同 问题2.从上述实验结果猜想感应电动势大小跟磁通量的变化量有关还是跟磁通量的变化快慢有关？磁通量变化快慢可以用什么物理量来描述？ 阅读课本，得出感应电动势表达式 注：1.如果闭合电路由n匝线圈串联组成， E＝ 。这里要说明，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的。 2. Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小有无关系？ 齐贤 集成 求索 创新 百川东到海,何时复西归？少壮不努力,老大徒伤悲。 3. E是Δt这段时间内的平均感应电动势，只有Δt特别小(Δt趋于0)时，才是瞬时值。当在Δt时间内，磁通量均匀变化，ΔΦΔt的瞬时值和平均值相等。 4.感应电动势的“方向”由 来判断 5．感应电动势的不同表达式由磁通量的变化因素决定： 当ΔΦ＝ΔB S则E＝ 当ΔΦ＝BΔS则E＝ 针对训练1．用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2 m，正方形的一半放在和纸面垂直，方向向里的匀强磁场中，如图甲所示，当磁场以每秒10 T的变化率增强时，线框中点a、b两点的电势差是( ) A．Uab＝0.1 V B．Uab＝－0.1 V C．Uab＝0.2 V D．Uab＝－0.2 V 方法总结：解此类题宜画出等效电路图分析解答。 【拓展提高】如图一单匝闭合线圈的电阻为R,时间t内磁通量变化为ΔΦ，求时间体内通过导体横截面的电荷量 探究点三. 导体棒切割磁感线时的感应电动势大小： 问题1.如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？ 推导： 注:（1）B,L,v两两 （2）导线的长度L应为 长度 （3）导线运动方向和磁感线平行时，E= （4）速度v为平均值（瞬时值），E就为 （ ） 针对训练2.(2009·山东卷)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( ) A．感应电流方向不变 B．CD段直导线始终不受安培力 C．感应电动势最大值Em＝Bav D.感应电动势平均值E=14Bav 问题2：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？ 如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。 【拓展提高】 1.当导体各部分切割磁感线速度不同时，取平均速度，如图所示，导体棒绕A点以ω匀速转动时产生感应电动势大小？ 针对训练3.如下图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少？ 探究点四：反电动势。 问题1.电动机转动时，线圈内是否也会产生感应电动势？ 问题2.若产生感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？ 反电动势的作用： (1)力学作用：由于反电动势产生电流(感应电流)，使得线圈受到与其转动方向相 的安培力， 线圈转动。 (2)能量作用：原电流要克服反电动势产生的安培阻力对线圈做功，这个过程使 能转化为 能。 (3)电路作用：反电动势抑制原电流，可以防止线圈中电流过大而烧毁线圈，起到了保护电路的作用。 思维拓展：如果电动机工作中由于阻力过大而停止运动，这时有没有反电动势？这时线圈中的电流怎样？时间长有什么结果？应采取什么措施？ 本文来源：https://www.dywdw.cn/664a51bdb9d528ea81c7793e.html
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2023-01-31
