高中物理 第四章 电磁感应 4.4 法拉第电磁感应定律1学案新人教版选修3-2.doc

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1、4.4法拉第电磁感应定律【学习目标】1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，并能应用于计算感应电动势的大小.2.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.3.知道反电动势的定义和在生产中的应用．一、法拉第电磁感应定律[问题设计]关于教材第2节“探究感应电流的产生条件”中的几个演示实验，思考下列问题：(1)在实验中，电流表指针偏转原因是什么？(2)电流表指针偏转角度大小跟感应电动势的大小有什么关系？(3)在图1中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？图1[要点提炼]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．公式：E

2、＝n，其中n为，ΔΦ总是取．一般用来求Δt时间内感应电动势的．3．对法拉第电磁感应定律的理解(1)磁通量的变化率和磁通量Φ(填“有”或“没有”)直接关系．Φ很大时，可能很小，也可能很大；Φ＝0时，可能不为0.(2)E＝有两种常见形式：①线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化：E＝n·S；②磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化：E＝nB·.(其中是Φ－t图象上某点切线的.为B－t图象上某点切线的)(3)产生感应电动势的那部分导体相当于．如果电路没有闭合，这时虽然没有，但电动势依然存在．二、导线切割磁感线时的感应电动势[问题设计]如图2所示，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B

3、，ab的有效长度为l，ab以速度v匀速切割磁感线，求回路中产生的感应电动势．图2[要点提炼]1．当导体平动切割磁感线，即B、l、v两两垂直时(如图3所示)，E＝Blv.图32．公式中l指：即导体在与v垂直的方向上的投影长度．图4图4甲中的有效切割长度为：l＝sinθ；图乙中的有效切割长度为：l＝；图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，l＝R；沿v2的方向运动时，l＝.[延伸思考]如图5所示，如果长为l的直导线的运动方向与直导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ(θ≠90°)，则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么？图5一、法拉第电磁感应定律的理解例1下列几种说法中正确的是

4、()A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大二、E＝n的应用例2一个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，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是______Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_______V.例3如图6甲所示，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距d＝

5、10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直．每根棒在导轨间的部分，电阻均为R＝1.0Ω.用长为L＝20cm的绝缘丝线将两棒系住．整个装置处在匀强磁场中，t＝0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态．此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示．不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断．求：(1)0～2.0s的时间内，电路中感应电流的大小与方向；(2)t＝1.0s时，丝线的拉力大小．图6三、E＝Blv的应用例4试写出如图7所示的各种情况下导线中产生的感应电动势的表达式[导线长均为l，速度为v，磁感应强度均为B，图(3)、(4)中导线垂直纸面]．图71．(对法拉第

6、电磁感应定律的理解)如图8所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是()图8A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变2．(E＝Blv的应用)如图9所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()图9A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法确定3．(E＝n的应用)单匝矩形线圈在

7、匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图10所示，则O～D过程中()图10A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势为零C．线圈中D时刻感应电动势最大D．线圈中O至D时间内的平均感应电动势为0.4V4．如图11甲所示，环形线圈的匝数n＝1000，它的两个端点a和b间接有一理想电压表，线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示，线圈面积S＝100cm2，则Uab＝________，电压表