2019-2020年高中物理选修（3-2）1.3-4《法拉第电磁感应定律、楞次定律的综合应用》word学案

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1、2019-2020年高中物理选修（3-2）1.3-4《法拉第电磁感应定律、楞次定律的综合应用》word学案[学习目标定位]1.掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路.2.综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图像问题．1．闭合电路中电源电动势E、内电压U内、外电压(路端电压)U外三者之间的关系_____________，其中电源电动势E的大小等于电源________时两极间的电势差．2．感应电流的方向一般是利用________或________进行判断；闭合电路中产生的感应电动势E＝n或E=______

2、_____解决学生疑难点一、电磁感应中的电路问题在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势．若回路闭合，则产生感应电流，所以电磁感应问题常与电路知识综合考查．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路．(2)用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，用楞次定律确定感应电动势的方向．(3)画等效电路图．分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键．(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解

3、．例1　用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图1所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是(　　)图1A．Ua

4、良好，棒与圆环的电阻均忽略不计．图2(1)若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯L1的电流；(2)撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为＝T/s，求回路中的电动势和灯L1的电功率．二、电磁感应中的图像问题1．对于图像问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键．2．解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是B－t图像还是Φ－t图像，或者E－t图像、I－t图像等．(2)分析电磁感应的具体过程．(3)用右手定则

5、或楞次定律确定感应电流的方向．(4)用法拉第电磁感应定律E＝n或E＝Blv求感应电动势的大小．(5)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(6)根据函数关系画图像或判断图像，注意分析斜率的意义及变化．例3　在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图3甲所示，磁场向上为正．当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是(　　)图3例4　匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度l＝4m，一正方形金属框边长ad＝l′＝1m，每边的电阻r＝0

6、.2Ω，金属框以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图4所示．求：图4(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，各阶段的等效电路图．(2)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的i－t图线；(要求写出作图依据)(3)画出ab两端电压的U－t图线．(要求写出作图依据)1．(电磁感应中的电路问题)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势

7、差绝对值最大的是(　　)2．(电磁感应中的图像问题)如图5所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是(　　)图53．(电磁感应中的电路问题)如图6所示，在磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，有一个半径r＝0.5m的金属圆环．圆环所在的平面与

8、磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动．A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R＝0.1Ω，图中定值电阻R1＝100Ω，R2＝4.9Ω，电容器的电容C＝100pF.圆环和连接导线的电阻忽略不计，则：图6(1)电容器的带