《江蘇省東臺市高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.5 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省東臺市高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.5 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-2.doc（4頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

4．5電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 班級 姓名 ， 1課時 使用時間 一． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道感生電動勢和動生電動勢 2．理解感生電動勢和動生電動勢的產(chǎn)生機(jī)理 重點(diǎn)：感生電動勢與動生電動勢的概念。 難點(diǎn)：對感生電動勢與動生電動勢實(shí)質(zhì)的理解。 二、自學(xué)檢測 1、感生電場：由于 的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。 2、感生電動勢： ① 概念：感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力，由感生電場而產(chǎn)生的電動勢叫做 電動勢； ② 計(jì)算公式： 。 三、合作探究 任務(wù)（一感應(yīng)電場與感生電動勢 投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動呢？英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做感生電動勢。 （1）感生電場：由于 的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。 （2）感生電動勢： ① 概念：感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力，由感生電場而產(chǎn)生的電動勢叫做 電動勢； ② 計(jì)算公式：。 例題：教材P19，例題分析 任務(wù)（二）洛倫茲力與動生電動勢 思考與討論： 1．如圖所示，導(dǎo)體棒CD在均勻磁場中運(yùn)動。 （1）自由電荷會隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動，并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體中自由電荷的合運(yùn)動在空間大致沿什么方向？為了方便，可以認(rèn)為導(dǎo)體中的自由電荷是正電荷。 （2）導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去，自由電荷是否也會沿著導(dǎo)體棒一直運(yùn)動下去？為什么？ （3）導(dǎo)體棒的哪端電勢高？ （4）如果用導(dǎo)線C、D兩端連到磁場外的一個用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向的？ 一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時相當(dāng)于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的電動勢叫 電動勢。 2．如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。 導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 3．安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力不做功，而安培力在這里做了負(fù)功，這不矛盾嗎？請分析右圖，洛倫茲力及其兩個分力已經(jīng)在圖中標(biāo)出，哪個力對應(yīng)安培力？哪個力對應(yīng)電動勢的非靜電力？ 3．總結(jié)歸納： 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，按其產(chǎn)生的原因不同可分為兩種； ①導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動時，由于S變化而引起磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢． ②由于磁場中磁感強(qiáng)度B的變化而引起磁通變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱感生電動勢． 高中階段把這兩種情況統(tǒng)稱為感應(yīng)電動勢． R1 R2 V 【例題1】如圖所示，在寬為0．5m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個有效電阻為r=0．6Ω的直導(dǎo)體，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻R1=4Ω、R2=6Ω，其它電阻不計(jì)。整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．1T。當(dāng)直導(dǎo)體在導(dǎo)軌上以V=6m/s的速度向右運(yùn)動時， 求：直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過電阻R1和R2的電流大小。 【例題2】如圖所示，用帶有絕緣外皮的導(dǎo)線制成一個圓環(huán)，環(huán)內(nèi)用完全相同的導(dǎo)線折成一個圓內(nèi)接正四邊形，把它們放在一個均勻變化的磁場中，已知圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為mA，試求內(nèi)接正四邊形中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為多大？（設(shè)圓環(huán)內(nèi)及正四邊形的電流磁場不影響外磁場的變化） 【例題3】如圖所示，長L1寬L2 的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場邊緣，線圈與磁感線垂直．求：將線圈以向右的速度 勻速拉出磁場的過程中，求： （1）拉力 F大小 （2）拉力的功率 P （3）拉力做的功W　 ?。?）線圈中產(chǎn)生的電熱 Q （5）通過線圈某一截面的電荷量 q． R M N F 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1、如圖所示，在寬為L的水平平行光滑導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個直導(dǎo)體棒MN，在導(dǎo)軌的左端連接一個電阻R，其它電阻不計(jì)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。整個裝置處在垂直導(dǎo)軌豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)直導(dǎo)體棒受到一個垂直導(dǎo)軌水平向右的恒力F作用由靜止開始在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動時，試確定直導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況及其最大速度Vm。 2、一閉合線圈，放在隨時間均勻變化的磁場中，線圈平面和磁場方向垂直，若想使線圈中的感應(yīng)電流增加一倍，下述方法可行的是：（ ） A．使線圈匝數(shù)增加一倍 B．使線圈截面積增加一倍 C．使線圈匝數(shù)減少一半 D．使磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率增大一倍 3、MN與PQ為足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，相距L=0．5m，導(dǎo)軌與水平方向成θ=30放置。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．4T，方向與導(dǎo)軌平面垂直指向左上方。金屬棒ab、cd放置于導(dǎo)軌上（與導(dǎo)軌垂直），質(zhì)量分別為mab=0．1kg和mcd=0．2kg，ab、cd的總電阻為R=0．2Ω（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。當(dāng)金屬棒ab在外力的作用下以1．5m/s的速度沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動時，求 （1）當(dāng)ab棒剛開始沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，cd棒所受安培力的大小和方向。 （2）cd棒運(yùn)動時能達(dá)到的最大速度。 四、檢測清盤 1．以下說法正確的是：（ ） A．用公式E = BLV求出的是電動勢的瞬時值； B．用公式E = BLV求出的電動勢，只限于磁場方向和導(dǎo)線運(yùn)動方向及導(dǎo)線方向三者互相垂直的情況； C．用E = n（ΔΦ/Δt）求出的電動勢是Δt內(nèi)的平均電動勢； D．用E = n（ΔΦ/Δt）求出的電動勢是t時刻的即時電動勢。 2．在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)，固定著同種導(dǎo)線制成的同心金屬圓環(huán)A、B，環(huán)半徑為RB=2RA。當(dāng)磁場隨時間均勻變化時，兩環(huán)中感應(yīng)電流IA：IB為（ ） A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1 3．一根長L＝0．40m的直導(dǎo)線，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．5T的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，設(shè)直導(dǎo)線垂直于磁感線，運(yùn)動方向跟磁感線也垂直，那么當(dāng)直導(dǎo)線的速度為__________m/s時，該直導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的大小才能為1．5V。 O a 4．如圖所示勻強(qiáng)磁場方向水平向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．20T，金屬棒Oa長L＝0．60m，繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)以角速度ω＝100rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，則金屬棒中感應(yīng)電動勢的大小是__________。 5．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0．4T的勻強(qiáng)磁場中，讓長0．2m的導(dǎo)體ab在金屬框上以6m/s的速度向右移動，如圖所示，此時ab中感應(yīng)電動勢的大小等于________V；如果R1＝6Ω，R2=3Ω，其他部分的電阻不計(jì)，則通過ab的電流大小為__________A。 6．如圖所示，在一個光滑金屬框架上垂直放置一根L=0．4m的金屬棒 ab，其電阻r=0．1Ω．框架左端的電阻R=0．4Ω．垂直框面的勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0．1T．當(dāng)用外力使棒ab以速度v=5m／s右移時，ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=__________，通過ab棒的電流I=__________，ab棒兩端的電勢差Uab=__________，在電阻R上消耗的功率PR=__________W，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率Pr=__________W，切割運(yùn)動中產(chǎn)生的電功率P=__________W 。 7．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體ab與光滑導(dǎo)軌緊密接觸，ab在向右的拉力F作用下以速度v做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)電阻R的阻值增大時，若速度v不變，則 （ ） A．F的功率減小 B．F的功率增大 C．F的功率不變 D．F的大小不變 8．一個200匝、面積為20cm2在圓形線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與線圈平面成300角，磁感應(yīng)強(qiáng)度在0．05s內(nèi)由0．1T增加到0．5T。在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量是多大？磁通量的平均變化率是多大？線圈中感應(yīng)電動勢的大小為少？ 五、學(xué)有所得