2018版高中物理 第4章 揭开电磁关系的奥秘 第2节 电磁感应定律及其应用学案 鲁科版选修1-1

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1、第2节　电磁感应定律及其应用学　习　目　标知　识　脉　络1.知道电源是一种把其他形式的能转化为电能的装置，电动势是一个描述电源的这种本领强弱的物理量．2.知道法拉第电磁感应定律E＝n.会用电磁感应定律计算感应电动势的大小．会用公式E＝Blv计算导体在匀强磁场中垂直切割磁感线时感应电动势的大小，知道该公式与法拉第电磁感应定律的区别与联系．(重点、难点)3.会用右手定则判断导体垂直切割磁感线时产生的感应电流的方向，能区分左手定则、右手定则与安培定则．(重点)4.知道直流电与交流电之间的区别．知道发电机的工作原理．5.了解变压器的结构

2、和工作原理，知道理想变压器的原、副线圈两端的电压与它们匝数之间的关系.　法拉第电磁感应定律1．电动势：电源是一种把其他形式的能量转化为电能的装置，电源本领的强弱用电动势描述．电动势用符号E表示．单位：伏特(V)．一节干电池的电动势是1.5V，蓄电池的电动势是2.0V.2．感应电动势：如果导体在磁场中做切割磁感线运动，其两端就会产生电动势，这种由于电磁感应现象而产生的电动势叫感应电动势．3．磁通量的变化率：单位时间内穿过回路的磁通量的变化量．4．法拉第电磁感应定律(1)内容：回路中感应电动势的大小，跟穿过该回路的磁通量的变化率成正

3、比．(2)公式7E＝E＝n，n为线圈的匝数，E、ΔΦ、Δt的单位分别为V、Wb、s.5．导体切割磁感线产生的感应电动势(1)大小：E＝Blv.(2)感应电流方向：用右手定则判断，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体的运动方向，那么其余四指所指的方向就是感应电流的方向．1．对于公式E＝Blv中的B、l、v三者必须相互垂直．(√)2．线圈中磁通量的变化越快，产生的感应电动势越大．(√)3．导体棒在磁场中运动速度较大，产生的感应电动势一定越大．(×)电磁感应现象中产生了电能，

4、是否遵守能量守恒定律？【提示】　电磁感应现象中产生了电流，一定有其他能向电能转化，在转化过程中遵守能量守恒定律．1．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较物理量单位物理意义磁通量ΦWb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ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢(1)磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率不一定大．(2)磁通量变化量大，磁通量的变化率也不一定大，磁通量的变化率与磁通量的变化量和磁通量大小没有直接关系．(3

5、)在Φt图象上，切线的斜率表示磁通量的变化率．2．决定电动势大小的因素感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系，与电路的构成也无关，而感应电流的大小由感应电动势大小和电路的总电阻R决定．73．v与E的对应关系E＝Blv适用于导体棒垂直切割磁感线的情况，适用条件是B、l、v两两垂直，若公式中v是平均速度，则E为平均电动势，若公式中v是瞬时速度，则E为瞬时电动势．4．左、右手定则的区别右手定则用于判断导体切割磁感线时感应电流的方向．导体的运动是原因，产生感应电流是结果；左手定则用于判断通电导

6、体在磁场中所受安培力的方向，导体中有电流是原因，导体受到安培力作用而运动是结果，两者应注意区分．1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω，置于水平面上．若在0.02s内穿过线圈的磁通量由垂直线圈平面向下，从6.4×10－2Wb均匀减少到零，再反向均匀增加到9.6×10－2Wb.则在此时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为________Wb，穿过线圈的磁通量的变化率为________Wb/s.【解析】　设垂直线圈平面向上为正，在0.02s内磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝[9.6×10－2－(－6.4×10－2)]Wb＝0.

7、16Wb磁通量的变化率＝Wb/s＝8Wb/s.【答案】　0.16　82．一面积为S＝4×10－2m2、匝数n＝100的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率为＝2T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？【解析】　穿过线圈的磁通量的变化率＝·S＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2Wb/s，由法拉第电磁感应定律得E＝n＝100×8×10－2V＝8V.【答案】　8×10－2Wb/s　8V3．如图421所示，水平放置的平行金属导轨，相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20

8、Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ac棒以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ac棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小和方向.