法拉第电磁感应定律导学案

1法拉第电磁感应定律导学案【学习目标】1.知道感应电动势的概念，能判断其方向.2.理解决定感应电动势大小的因素，并能区别t、和的物理意义3.理解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式。4.掌握不同条件下感应电动势的表达式及其应用。【知识自主梳理】知识点1.电磁感应定律1.感应电动势．在电磁感应现象中产生的电动势叫做_____，产生电动势的那部分导体就相当于_______．2.法拉第电磁感应定律：(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的________成正比．(2)表达式：E＝____(单匝线圈)，E＝_____(n匝线圈)。知识点2导体棒在磁场中做切割磁场运动1.导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时如图所示，E＝______。2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E＝_______。知识点3反电动势1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的_______电源电动势作用的电动势。2．作用：_____线圈的转动。【小组合作释疑--感应电动势】一.感应电动势方向问题1：电路中存在持续电流的条件是，。问题2：产生感应电流的条件是，。感应电流的方向怎么判断？(提示)试比较甲、乙和丙电路的结构异同相同点：不同点：甲中有乙和丙中分别是和（相当于电源）思考⑴试着标出乙和丙电路中等效电源的正负极？思考⑵电路不闭合，乙和丙电路中有电流吗？有电动势吗？传手先行：1.试指出右侧四个图中的电源？.若导线框各边电阻均为r，试画出A图的等效电路图？方法提能2二.感应电动势的大小法拉第电磁感应定律内容:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率正比。即EEktt问题1：上式中各物理量取国际单位请推导，K=,E=.当有n匝线圈时，其感应电动势为：E=.牛刀小试一个100匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.08Wb。（1）求线圈中的感应电动势？（2）如果线圈的电阻r=1Ω，把一个电阻R=99Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？问题2：你能分清t、和这三个量的物理意义么？各量怎么求？你还学过和这三个量类似的物理量么？类比区别t、和这三个量。问题3：能否用E＝nt求瞬时感应电动势？牛刀小试1.观察a,b,c三图判断：关于感应电动势的大小，下列说法正确的是()A．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大C．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0【师生合作探究--感应电动势】（1）解答：（2）解答：3例题.如图甲所示的螺线管，匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，电阻r＝2Ω，与螺线管串联的外电阻R＝8Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化．求：(1)螺线管产生的感应电动势大小和方向；(2)外电阻R两端的电压大小；【小组合作释疑—导体切割磁感线】问题1：公式E＝Blv能否用来求解平均感应电动势？牛刀小试1.教材P16图4.4-1中,若闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab由静止开始向右匀加速切割磁感线，当达到速度v时经历的时间为t。(1)回路在时间t内增大的面积为：(2)穿过回路的磁通量的变化为：(3)求t内产生的感应电动势为：传手先行：(4)在t时刻产生的感应电动势为：问题2：若导线是弯曲的，如何求其切割磁感线的有效长度？2．如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是()解答：方法提能：1．感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的，而与Φ的大小、ΔΦ的大小必然联系．2．磁通量的变化率，是Φ-t图象上某点切线的．3．E＝nt求出的是Δt时间内的电动势B/T420t/s4【师生合作探究--感应电动势】例2：一导线弯成半径为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段始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝BavD．感应电动势平均值＝πBav【小组合作探究—本节重点知识体系构建】【达标检测】1.图中甲～丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，正确的是()vv方法提能:对公式E＝Blvsinθ的理解1．该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势，若v为平均速度，则E为电动势。2．当B、l、v三个量方向相互垂直时，E＝；当有任意两个量的方向平行时，E＝；3．式中的l应理解为导体切割磁感线时的有效长度。5A图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大2.（课后T5改编）如图所示，半径为r的金属圆环，绕通过某直径的轴OO′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B.以金属圆环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转过30°角的过程中，环产生的平均感应电动势是多大？3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中()A．φaφb，Uab保持不变B．φaφb，Uab越来越大C．φaφb，Uab越来越大D．φaφb，Uab保持不变（提示：导体棒中没有电流故不受安培力）4．如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电动势有多大？（提示：当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，是线性增加的，所以导体运动的平均速度为:6）5.如图，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。试求：(1)两次线圈中的平均感应电动势之比?(2)两次线圈中电流之比?(3)两次通过线圈电荷量之比?（提示：）2Bωl212ωlBl得，EvBl由公式E,2ωl2ωl0vtIq