2019-2020年高中物理 4.4法拉第电磁感应定律导学案新人教版选修3-2(I)

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1、2019-2020年高中物理4.4法拉第电磁感应定律导学案新人教版选修3-2(I)学习目标：1．理解感应电动势的概念。2．理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。3．能够运用E＝Blv或E＝Blvsinθ计算导体切割磁感线时的感应电动势。4．会用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向。导学探究探究1：感应电动势(1)定义：在现象中产生的电动势。(2)感应电动势与感应电流的关系：产生感应电动势的部分相当于，闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不

2、闭合，则没有，但仍有。探究2：法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比。(2)数学表达式：E＝。(3)若闭合电路是一个n匝线圈，每匝线圈中的磁通量的变化率都相同，则整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍，数学表达式为E＝。(4)在国际单位制中，磁通量的单位是，感应电动势的单位是。例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，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是

3、多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？拓展延伸：(1)Φ、ΔΦ、均与线圈匝数。(2)磁通量和磁通量的变化率的大小，Φ很大时，可能很小，也可能很大；Φ＝0时，可能不为零。(3)E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及，计算时ΔΦ应取绝对值，而感应电流的方向应由楞次定律确定。探究3：导线切割磁感线时的感应电动势(1)导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图4－4－1所示，E＝。　　图4－4－1　　　　图4－4－2(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4－4－2所示，E＝。例

4、2．试写出如图所示的各种情况下，导线中所产生的感应电动势的表达式(导线长均为l，速度为v，磁感应强度为B，图丙中导体垂直纸面)。拓展延伸：(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导线运动速度为v时的电动势，随着v的变化，E也相应变化；若v为平均速度，则E为。(2)当B、l、v三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势，当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势。(3)式中的l应理解为导线切割磁感线时的，如果导线不和磁场垂直，l应是，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示

5、，则应取，即ab的弦长。公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。探究4．反电动势(1)定义：电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要，我们称它为。(2)作用：阻碍线圈的转动。(3)能量转化：反电动势阻碍转动的过程即为电路中电能转化为其他形式能的过程。[关键一点]　反电动势是电动机转动时线圈切割磁感线运动时产生的，电动机工作时，因有反电动势存在，所以欧姆定律不能直接使用。训练内化1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场

6、方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　)A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O→D过程中(　　)A．线圈在O时刻感应电动势最大B．线圈在D时刻感应电动势为零C．线圈在D时刻感应电动势最大D．线圈在O至D时间内平均感应电动势为0.4V3.如

7、图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻R中的电流为(　　)A.　　　B.C.D.4．如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r＝0.6Ω的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R1＝4Ω、R2＝6Ω，其他电阻不计。整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示磁感应强度B＝0.1T。当直导体

8、棒在导轨上以v＝6m/s的速度向右运动时，求：直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小。