1.3《探究感應(yīng)電動勢的大小》學(xué)案1(滬科版選修3-2).doc

金太陽新課標(biāo)資源網(wǎng) 1.3探究感應(yīng)電動勢的大小學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解感應(yīng)電動勢。知道感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的區(qū)別與聯(lián)系。2.理解電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式。3.理解導(dǎo)體垂直切割磁感線時感應(yīng)電動勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其與一般表達(dá)式之間的區(qū)別。4.會用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問題?！疽c(diǎn)透析】物理意義磁通量越大，某時刻穿過磁場中某個面積的磁感線條數(shù)越多穿過磁場中某個面積的末、初磁通量的差值描述穿過磁場中某個面積的磁通量變化快慢大小計(jì)算在勻強(qiáng)磁場中，若BS，則 = BS；若B與S不垂直，S在與B垂直方向上的投影面積為S，則= BS = 2 - 1，即 = B S（B不變）或 = S B（S不變） = B （B不變）； = S （S不變）注意穿過多匝的線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無關(guān)磁通量是一個雙向標(biāo)量若穿過某個面積有方向相反的磁場，磁感線穿過正面的磁通量1為正的，則穿過反面的磁通量為 -2，穿過這個面積的磁通量為 = |1 2|開始時和轉(zhuǎn)過180時線圈平面都與勻強(qiáng)磁場垂直，則穿過線圈的磁通量是不同的，一個為正值，一個為負(fù)值=BS ( - BS ) = 2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少在 t 圖象中，可用圖線的斜率表示附注如圖1所示，若面積為S的線圈abcd在勻強(qiáng)磁場B中以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動，則線圈平面與磁感線平行時， = 0，最大；線圈平面與磁感線垂直時，最大，為零；1. 如何區(qū)別磁通量、磁通量變化量與磁通量變化率？ 2如何理解導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式E = BL？導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢abdc圖1是法拉第電磁感應(yīng)定律的一種特殊情況。在用公式E = BL計(jì)算時，應(yīng)注意：公式E = BL用于B、L、三個量方向兩兩垂直的情況。當(dāng)有任意兩個量的方向互相平行時，感應(yīng)電動勢為零；當(dāng)三個量的方向成任意夾角時，應(yīng)取它們的垂直分量來計(jì)算感應(yīng)電動勢的大小圖2abc通常為瞬時速度，E也為瞬時電動勢若變化，則E也相應(yīng)變化若切割磁感線的導(dǎo)體是彎曲的，則應(yīng)取其與B和方向都垂直的等效線段長度來計(jì)算如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體abc以速度沿垂直于bc方向向上運(yùn)動，已知ab = bc = L，則切割磁感線的等效長度為L + Lcos，所以導(dǎo)體abc產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E = B (L + Lcos ) 圖3OP公式E = BL用于導(dǎo)體各部分切割磁感線速度相同的情況若導(dǎo)體各部分切割磁感線速度不同，可取其平均速度來求電動勢如圖3所示，長為L的導(dǎo)體棒PO在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，由于PO切割磁感線速度不同，若要求PO在切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E，則可取= = ，故E = BL = BL2【典型例題】例1 當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時，下列說法中正確的是（ AC ）A線圈中一定有感應(yīng)電動勢B線圈中一定有感應(yīng)電流C感應(yīng)電動勢的大小與線圈的電阻無關(guān)D如有感應(yīng)電流，其大小與線圈的電阻無關(guān)解析線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，所以選項(xiàng)A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E = n 可知，E與電阻R無關(guān)，選項(xiàng)C正確；題設(shè)中的“線圈”可能是閉合的也可能是不閉合的，若線圈是不閉合的，根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件（閉合電路中的磁通量發(fā)生變化）可知，線圈中沒有感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯誤根據(jù)閉合電路歐姆定律I = 可知，I與R有關(guān)，所以選項(xiàng)D錯誤答案選AC例2 如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中（方向向里），間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，a端與導(dǎo)軌接觸，在桿緊靠導(dǎo)軌由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，通過R的電量為多少？由ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端脫離導(dǎo)軌的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直增大，與R構(gòu)成閉合回路。ab產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的平均值 表示ab掃過的三角形的面積，即 通過R的電量 由以上三式解得 針對訓(xùn)練1長度和粗細(xì)均相同、材料不同的兩根導(dǎo)線，分別先后放在U形導(dǎo)軌上以同樣的速度在同一勻強(qiáng)磁場中作切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則兩導(dǎo)線：(A)產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動勢 (B)產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比等于兩者電阻率之比(C)產(chǎn)生的電流功率之比等于兩者電阻率之比(D)兩者受到相同的磁場力2在圖5中，閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場所用時間為t，則通過線框?qū)Ь€截面的電量是: 3在理解法拉第電磁感應(yīng)定律及改寫形勢,的基礎(chǔ)上（線圈平面與磁感線不平行），下面敘述正確的為：(A) 對給定線圈，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比(B) 對給定的線圈，感應(yīng)電動勢的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化 成正比 (C) 對給定匝數(shù)的線圈和磁場，感應(yīng)電動勢的大小跟面積的平均變化率成正比(D) 題目給的三種計(jì)算電動勢的形式，所計(jì)算感應(yīng)電動勢的大小都是時間內(nèi)的平均值4如圖6所示，兩個互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻為細(xì)金屬環(huán)電阻的，磁場方向垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，則a、b兩點(diǎn)的電勢差為 。5.根椐法拉第電磁感應(yīng)定律E=/t推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線,即在BL，VL， VB條件下，如圖7所示，導(dǎo)線ab沿平行導(dǎo)軌以速度V勻速滑動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的表達(dá)式E=BLV，請證明之。 6如圖8所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L=0.5m,左端接一電阻R=0.20,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑動時，求：（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小 （2）回