高中物理4.4法拉第电磁感应定律导学案2新人教版选修3

1、7高中物理4.4法拉第电磁感应定律与学案2新人教版选修32第4节法拉第电磁感应定律【学习目标】1 .法拉第电磁感应定律的内容及推论（导体棒切割磁场时的感应电动势公式），并会应用化公式进行计算。2 .能区别磁通量、磁通量的变化、.磁通量的变化率【重点、难点】应用公式计算。预习案【自主学习】1 .在电磁感应现象中产生的电动势，叫做产生感应电动势的那部分导体就相当于,导体的电阻相当于r，、一，,A2 .电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的正比，表达式上NY"_A中_.（单匝线圈），E=njp（多匝线圈）.当导体切割磁感线广生感应电动势时E=（Bl、v两两垂直），E=（vLl但v

2、与B夹角为8）.3 .关于感应电动势，下列说法中正确的是（）A.电源电动势就是感应电动势B.产生感,应电动势的那部分导体相当于电源C.在电磁感应现象中没有感应.电流就一定没有感应电动势D.电路.中有电流就一定有感应电动势4 .穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,则（）A.线圈中感应电动势,每秒钟增加2VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变5 .一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直.如图1所示，则有（）A.Uab=0Ub保持不变Ub越来越大,Ub越来越大B.a端电势高于b端，D. a端

3、电势低于b端U,C.a端电势高于b端,【学始于疑】探究案，一一，一A【合作探究一】区分好磁通量中，磁通量的变化量A，磁通量的变化率T物理量单位物理意义计算公式磁通量中表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量A表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少磁通量的变化/A率At表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢一A一、_,八一一，、一一特别提醒用、A、Ry而言，穿过一匝线圈和穿过n匝是一样的。磁通量和,A磁通量的变化率的大小没有直接关系，中很大时，n可能很小，也可能很大；某时刻中A_=0时，但含该时刻的某段时间内A可能不为零，一可能不为零At归纳总结【合作探究二】试根据法

4、拉第电磁感应定律推导E=BLV并说明公式适用条件归纳总结：【课堂小结/本节知识网络】【思考】当导体棒切割速度与磁场垂直时，如何求感应电动势?【当堂检测】1 .1.一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是W。磁通量的平土变化率是Wb/s；线圈中感应电动势的大小是V.2 .下列说法正确的是（）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，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线一圈处在磁场越强,的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁

5、通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大3. 3.如图2所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，一根跟磁场垂直长20cm的导线以2m/s的速度运动，运动方向垂直导线与磁感线成30。角，则导线中的感应电动势为4. 4.在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为l的金属棒OAcB垂直于磁场方向的平面内绕O点以角速度3匀速转动，如图3所示，求：金属棒OA止产生的感应电动势.图3【课后巩固】1.当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是（）A.线圈中一定有感应电流B.线圈中一定有感应电动势C.感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D.感应电动势的大小跟线圈的电阻有关2. 一根直导线丁长0.1m,在磁感应强

6、度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是（）A.一定为0.1VB.可能为零C.可能为0.01VD.最大值为0.1V3.无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力.两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1所示.下列说法正确的是（）图1A.若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动，势B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C. A中电流越大，B中感应电动势越大D. A中电流变化越快，B中感应电动势越大.4 .闭合回路的磁通量随时间t的变化图

7、要分别如图2所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是()A.图甲回路中感应电动势恒定不变B.图乙回路中感应电动势恒定不变C.图丙回路中0tl时间内感应电动势小于tlt2时间内感应电动势D.图丁回路中感应电动势先变大后变小5 .如图3所示，PQRS一正方形导线框，它以ff定速度向右进入以MNK;边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里，MNI与线框的边成45°角，E、F分别是PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流，正确的说法是()M X X M 冷且局*比*图3A.当E点经过边界 B.当P点经过边界 C.当F点经过边界 D.当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大 MN

8、寸，线框中感应电流最大 MN寸，线框中感应电流最大 MN寸，线框中感应电流最大6.如图4(a)所示，一个电阻值为 R匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R连接成闭合回路.线圈的半径为口.在线圈中半径为2的圆一形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为to和B0.导线的电阻不计.图4求0.至ti时间内(1)通过电阻R上的电流大小和方向；(2)通过电阻R上的电荷量q及电阻R上产生的热量.【答案】自主学习1 .感应电动势.、电源、电源的内阻.2 .变化率.E=Bv（Rl、v两两垂直），E=Blvsine（v±l

9、但v与B夹角为0）.3 .B解析电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以选项A错误；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可以有感应电动势，C错误；电路中的电流,可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势.4 .D5.D当堂检测：1. 4X10r48X1031.6解析磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式4中=480所0来计算,A中=ABSSin0=（0.50.1）X20X104X0.5Wb=4X10"4Wb,-4一A4X103磁通量的变化率为-=Wb/s=8X10Wb/s,t0.05感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得E=n4

10、y-=200X8X103V=1.6VAt2. D一一A一，A,解析线圈中广生的感应电动势E=n7，即E与瓦丁成正比，与中或A的大小无直,、，一、一、，rAO,一一，人接关系.磁通量变化得越快，即越大，产生的感应电动势越大，故只有D正确.3. 0.2V解析E=Blvsin30°=（1x0.2X2Xsin30-°）V=0.2V4. 2Bl2C0解析由v=rco,可知各点处速度与该点到O点的距离r成正比，速度都与棒垂直，l我们可以求出棒OA上各点的平均速度v=23,即与棒中点的速度相同.（只有成正比例的l1_2B相同，则可直接应用公量，中点值才等于平均值）可彳导E=Blv=Bl-

11、co=-Bl2co.点评当导体棒转动切割磁感线时，若棒上各处磁感应强度1%.课后巩固：1. B解析穿过闭合电路的磁通量发生变化时才会产生感应电流，感应电动势与电路是否闭合无关，且感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比.2. A解析当公式E=Blv中R1、v互相垂直而导体切割，磁感线运动时感应电动势最大:Em=Blv=0.1X0.1X10V=0.1V,考虑到它们三者的空间位置关系,3.BD解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B、CD正确，A错.B线圈才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C错，D对.4.B.一一一，解析因E_,则可据图象斜率判断知图甲中即电动势E为°；图乙中不=恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前E后；图丁中图象斜率A，一一一y先减后增，即回路中感应电动势先减后增，故只有B选项正确.5 .B解析当P点经过边界MM,切割磁感线的有效长度最大为SR感应电流达到最大.2小nE07tr2,6 .答案(1)oD,从b到a3Rt0nB兀r2t12n2E0兀2r4t1(2)3Rt029Rt0解析，一一，_ABB0A由图象分析