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文檔簡介
1、第四章 電磁感應 4.1劃時代的發現課題4.1劃時代的發現學習目標1知道與電流磁效應和電磁感應現象的發現相關的物理學史。2知道電磁感應、感應電流的定義。學習重難點重點知道與電流磁效應和電磁感應現象的發現相關的物理學史。領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。難點領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。學法指導領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問題時的重要性。預習評價1發電的基本原理是電磁感應。發現電磁感應現象的科學家是( )A安培 B赫茲 C法拉第 D麥克斯韋2發現電流磁效應現象的科學家是_ ,發現通電導
2、線在磁場中受力規律的科學家是_ ,發現電磁感應現象的科學家是_ _,發現電荷間相互作用力規律的的科學家是 _。3下列現象中屬于電磁感應現象的是( )A磁場對電流產生力的作用B變化的磁場使閉合電路中產生電流C插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D電流周圍產生磁場課堂學習流程設計【課程導學】問題1:奧斯特夢圓“電生磁”閱讀教材奧斯特夢圓“電生磁”部分內容,思考并回答下列問題:1是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯系的?在這之前,科學研究領域存在怎樣的歷史背景?2奧斯特的研究是一帆風順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的?3奧斯特發現電流磁效應的過程是怎樣的?用學過的知識如何解釋?4電流磁效應的發現有何意義?談談
3、自己的感受。問題2:法拉第心系“磁生電”閱讀教材法拉第心系“磁生電”部分內容,思考并回答下列問題:1奧斯特發現電流磁效應引發了怎樣的哲學思考?法拉第持怎樣的觀點?2法拉第的研究是一帆風順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?3法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?【范例精析】例1、發電的基本原理是電磁感應。發現電磁感應現象的科學家( )A安培 B赫茲C法拉第 D麥克斯韋例2、發現電流磁效應現象的科學家是_,發現通電導線在磁場中受力規律的科學家是_,發現電磁感應現象的科學家是_,發現電荷間相互作用力規律的的科學家是_。例3、下列現象中屬于電磁感應現象的是( )A磁場對電流產生力的作用B變
4、化的磁場使閉合電路中產生電流C插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D電流周圍產生磁場達標檢測A類1如圖所示,兩個同心放置的共面金屬圓環a和b,一條形磁鐵穿過圓心且與環面垂直,則穿過兩環的磁通量a、b的大小關系為( )Aab Bab Cab D無法比較2一磁感應強度為B的勻強磁場方向水平向右,一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成角。將abcd繞ad軸轉180°角,則穿過線圈平面的磁通量的變化量為( )A0 B2BS C2BScos D2BSSin3如圖所示,矩形線框abcd的長和寬分別為2L和L,勻強磁場的磁感應強度為B,虛線為磁場的邊界。若線框以ab邊為軸轉過
5、60°的過程中,穿過線框的磁通量的變化情況是( )A變大 B變小 C不變 D無法判斷4如圖所示,一水平放置的圓形通電線圈1固定,另有一個較小的圓形線圈2從1的正上方下落,在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸,則線圈2從1的正上方下落到1的正下方的過程中,穿過線圈2的磁通量( )A為零且保持不變 B不為零且保持不變C先向上增大,再向上減小 D先向上增大,再向下減小5如圖所示,兩直導線中通以相同的電流I,矩形線圈位于導線之間。將線圈由實線位置移到虛線位置的過程中,穿過線圈的磁通量的變化情況是( )A向里,逐漸增大B向外,逐漸減小C先向里增大,再向外減小D先向外減小,再向里增大6如圖所
6、示條形磁鐵豎直放置,閉合的金屬線框水平地緊挨著磁鐵從A端移至B端的過程中,穿過線框的磁通量的變化情況是( )A變大 B變小 C先變大后變小 D先變小后變大7一平面線圈用細桿懸于P點,開始時細桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動。已知線圈始終與紙面垂直,當線圈由水平位置第一次到達位置的過程中,穿過線圈的磁通量( )A向右逐漸增大 B向左逐漸減小C向右先增大后減小 D向左先減小后增大8如圖所示面積為S矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中以軸OO勻速轉動,角速度為,則穿過線圈的磁通量隨時間變化的關系是(從圖示位置開始計時)( )A=BSsint B=Bscost C=BS D=0B類
7、1已知穿過線圈的磁通量隨時間t變化的關系如圖所示,則在下面所述的幾段時間內,磁通量變化率最大的是( )A0s2sB2s4sC4s5sD5s7s2如圖所示,一個閉合線圈穿入蹄形磁鐵由1位置經2位置到3位置,最后從下方的S極拉出,則在這一過程中,穿過線圈的磁通量( )A先減小后增大 B先增大后減小C一直增大 D一直減小3如圖所示A、B兩閉合線圈為同種導線制成,匝數比nA:nB1:3,半徑RA2RB。在圖示區域內有磁感應強度均勻減小的勻強磁場,則穿過兩線圈的磁通量的變化率之比為( )A1:12 B1:6 C1:4 D1:14如圖所示,在x軸和y軸構成的平面直角坐標系中,過原點再做一個z軸,就構成了空
8、間直角坐標系。勻強磁場的磁感應強度B=0.2T,方向沿x軸的正方向,且ab=dc=0.4m,bc=ef=ad=0.3m,be=cf=0.3m。通過面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量1= 、2= 、3= 。5如圖所示,框架的面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B。試求:框架平面與磁感應強度B垂直時,穿過框架平面的磁通量為 。若框架繞OO轉過60°,則穿過框架平面的磁通量為 。若從圖示位置轉過90°,則穿過框架平面的磁通量的變化量為 。若從圖示位置轉過180°,則穿過框架平面的磁通量的變化量為 。6有一個n匝的線圈,其面積為S,在t時間內垂直
9、線圈平面的磁感應強度變化了B,則:線圈內磁通量的變化量為 。磁通量的平均變化率為 。(注:=BS,面積為線圈面積,不用考慮線圈匝數。)7邊長為10cm、匝數為10的正方形線圈,垂直于磁感應強度B的方向置于0.2T的勻強磁場中。試求:(1)圖示位置時,穿過線圈的磁通量為 。(2)若將線圈以一邊為軸轉過60°,則穿過線圈的磁通量為 。(3)若將線圈以一邊為軸轉過180°,則穿過線圈的磁通量為 。學習反思布置作業第四章 電磁感應 4.2探究感應電流的產生的條件課題4.2探究感應電流的產生的條件學習目標1知道產生感應電流的條件。2會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。學習重難點重點
10、通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產生條件。難點感應電流的產生條件。學法指導學會通過實驗觀察、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法。預習評價1關于電磁感應,下列說法中正確的是( )A導體相對磁場運動,導體內一定會產生感應電流B導體做切割磁感線的運動,導體內一定會產生感應電流C閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動,電路中一定會產生感應電流D穿過閉合電路的磁通量發生變化,電路中一定會產生感應電流2恒定的勻強磁場中有一圓形閉合圓形線圈,線圈平面垂直于磁場方向,當線圈在此磁場中做下列哪種運動時,線圈中能產生感應電流( )A線圈沿自身所在的平面做勻速運動B線圈沿自身所在的平面做加速直線運動C線圈繞
11、任意一條直徑做勻速轉動D線圈繞任意一條直徑做變速轉動3如圖,開始時距形線圈平面與磁場垂直,且一半在勻強磁場外,另一半在勻強磁場內,若要使線圈中產生感應電流,下列方法中可行的是( )A以ab為軸轉動B以oo/為軸轉動C以ad為軸轉動(轉過的角度小于600)D以bc為軸轉動(轉過的角度小于600)4如圖,距形線圈abcd繞oo/軸在勻強磁場中勻速轉動,下列說法中正確的是( )A線圈從圖示位置轉過90°的過程中,穿過線圈的磁通量不斷減小B線圈從圖示位置轉過90°的過程中,穿過線圈的磁通量不斷增大C線圈從圖示位置轉過180°的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發生變化D線圈從圖
12、示位置轉過360°的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發生變化5在無限長直線電流的磁場中,有一閉合的金屬線框abcd,線框平面與直導線ef在同一平面內(如圖),當線框做下列哪種運動時,線框中能產生感應電流( )A、水平向左運動 B、豎直向下平動C、垂直紙面向外平動 D、繞bc邊轉動課堂學習流程設計【課程導學】(一)探究電磁感應現象發生的條件1、知識回顧法拉第經過十年的不懈努力,終于發現了電磁感應現象;它是指由電生磁的現象,由電磁感應現象產生的電流,叫做感應電流; 同時,也表明磁生電要在一定條件下進行,下面我們就來研究產生感應電流的條件。2、實驗與探究(課本P5) (1)實驗1:利用蹄形磁鐵
13、的磁場;如圖所示:結論:1、當導體做_時,電流表指針有_;2、當導體_磁感線所在平面運動時,不切割磁感線運動,電流表指針_;再進一步:導體做切割磁感線運動時,閉合回路中_發生了變化,此時有_的產生;(2)實驗2:利用條形磁鐵的磁場;如圖所示:結論:1、條形磁鐵插入或拔出螺線管的過程中,閉合回路中的_發生了變化,電流表指針_;2、條形磁鐵置于螺線管中靜止不動時,閉合回路中的磁通量_,電流表指針_;(3)實驗3:利用通電螺線管的磁場;如圖所示:結論:當大螺線管中的_發生_時,閉合電路產生_,感應電流的方向與磁通量的改變情況_;(4)實驗結論:從以上三個實驗,我們會發現其共同點: 不論何種原因,當穿
14、過閉合回路中的_發生變化(不論增加還是減少)時,閉合回路中就有_的產生;【范例精析】例1、右圖哪些回路中比會產生感應電流( )例2、如圖,要使電流計G發生偏轉可采用的方法是( )A、K閉合或斷開的瞬間 B、K閉合,P上下滑動C、在A中插入鐵芯 D、在B中插入鐵芯達標檢測A類1如圖,豎直放置的長直導線ef中通有恒定電流,有一矩形線框abcd與導線在同一平面內,在下列情況中線圈產生感應電流的是 ( ) A、導線中電流強度變大B、線框向右平動C、線框向下平動D、線框以ab邊為軸轉動2下列關于產生感應電流的說法中,正確的是 ( )A、只要穿過線圈的磁通量發生變化,線圈中就一定有感應電流產生B、只要閉合
15、導線做切割磁感線的運動,導線中就一定有感應電流C、閉合電路的一部分導體,若不做切割磁感線運動,則閉合電路中就一定沒有感應電流D、當穿過閉合電路的磁通量發生變化時,閉合電路中就一定有感應電流3如圖所示,一個矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導線在同一平面,且處于兩直導線的中央,則線框中有感應電流的是( )A、兩電流同向且不斷增大B、兩電流同向且不斷減小C、兩電流反向且不斷增大D、兩電流反向且不斷減小4如圖所示,導線ab和cd互相平行,則在下列情況中導線cd中無電流的是( )A、電鍵S閉合或斷開的瞬間B、電鍵S是閉合的,但滑動觸頭向左滑C、電鍵S是閉合的,但滑動觸頭向右滑 D、電鍵S始終閉合,滑
16、動觸頭不動5如圖所示,范圍很大的勻強磁場平行于OXY平面,線圈處在OXY平面中,要使線圈中產生感應電流,其運動方式可以是( )A、沿OX軸勻速平動B、沿OY軸加速平動C、繞OX軸勻速轉動D、繞OY軸加速轉動6 目前觀察到的一切磁體都存在N、S兩個極,而科學家卻一直在尋找是否存在只有一個磁極的磁單極子。若確定存在磁單極子,設法讓磁單極子A通過一超導材料制成的線圈如圖所示,則下列對于線圈中的感應電流的判斷,正確的是( )A、只有A進入線圈的過程有電流B、只有A離開線圈的過程中有電流C、A離開線圈后,電流保持不變D、A離開線圈后,電流消失7如圖所示,在勻強磁場中有一線圈,線圈平面與磁感線平行。當磁場
17、突然增大時,線圈中有感應電流嗎?為什么?8如圖所示,一有限范圍的勻強磁場,寬度為d,將一邊長為l的正方形線框以速度v勻速地通過磁場區域,若d >l,則在線框中產生感應電流的時間為多少?若d <l,則在線框中產生感應電流的時間又為多少?9某一實驗裝置如圖甲所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B,如果在線圈A中電流I和時間t的關系有圖4-2-13乙所示的四種情況,在t1t2這段時間內,哪種情況可以在線圈B中觀察到感應電流?并簡要說明理由。10如圖所示,在一個平面內有4根彼此絕緣的通電直導線,各通電直導線的電流強度大小相同,方向不同,a、b、c、d四個區域的面積相同,則垂直指向紙內磁通量最大
18、區域是哪個?垂直指向紙外磁通量最大區域是哪個?11如圖所示,若開關S閉合且螺線管A向右平動,則線圈B中 感應電流;若A不動,而開關S由閉合變為斷開的瞬間,線圈B中 感應電流。(填“有”或“無”)12如圖所示,固定在水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時,磁感應強度為B0,此時到達的位置恰好使MDEN構成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產生感應電流,從t=0開始,磁感應強度B應怎樣隨時間變化?請推導這種情況下B與t的關系式。B類1如圖所示,條形磁鐵穿過一閉合彈性導體環,且導體環位于條形磁鐵的中垂面上,如果把導體環壓扁成橢圓形,那么這
19、一過程中:( )(A) 穿過導體環的磁通量減少,有感應電流產生(B) 穿過導體環的磁通量增加,有感應電流產生(C) 穿過導體環的磁通量變為零,無感應電流(D) 穿過導體環的磁通量不變,無感應電流2金屬矩形線圈abcd在勻強磁場中做如圖所示的運動,線圈中有感應電流的是:( )3如圖所示,線圈兩端接在電流表上組成閉合回路,在下列情況中,電流表指針不發生偏轉的是( )(A)線圈不動,磁鐵插入線圈 (B)線圈不動,磁鐵拔出線圈(C)磁鐵插在線圈內不動 (D)磁鐵和線圈一塊平動4如圖所示,直導線中通以電流I,矩形線圈與電流共面,下列情況能產生感應電流的是( )(A) 電流I增大 (B)線圈向右平動(C)
20、線圈向下平動 (D)線圈繞ab邊轉動5如圖所示,線圈abcd在磁場區域ABCD中,下列哪種情況下線圈中有感應電流產生:( )(A) 把線圈變成圓形(周長不變)(B)使線圈在磁場中加速平移(C)使磁場增強或減弱 (D)使線圈以過ad的直線為軸旋轉6如圖所示,開始時矩形線圈平面與磁場垂直,且一半在勻強磁場內一半在勻強磁場外,若要使線圈中產生感應電流,下列方法可行的是:( )(A)以ab為軸轉動 (B)以為軸轉動(C)以ad為軸轉動 (小于60) (D)以bc為軸轉動(小于)7如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個閉合彈簧線圈,若把線圈四周向外拉,使線圈包圍的面積變大,這時:( )(A) 線圈中有感應電
21、流 (B)線圈中無感應電流(C)穿過線圈的磁通量增大 (D)穿過線圈的磁通量減小學習反思布置作業第四章 電磁感應 4.3楞次定律課題4.3楞次定律學習目標1掌握楞次定律的內容,能運用楞次定律判斷感應電流方向。2培養觀察實驗的能力以及對實驗現象分析、歸納、總結的能力。3能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向。4掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現形式。學習重難點重點1楞次定律的獲得及理解。2應用楞次定律判斷感應電流的方向。3利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。難點楞次定律的理解及實際應用。學法指導通過實踐活動,觀察得到的實驗現象,再通過分析論證,歸納總結得出結論
22、。預習評價1磁感應強度隨時間的變化如圖1所示,磁場方向垂直閉合線圈所在的平面,以垂直紙面向里為正方向。t1時刻感應電流沿 方向,t2時刻 感應電流,t3時刻 感應電流;t4時刻感應電流的方向沿 。2如圖所示,導體棒在磁場中垂直磁場方做切割磁感線運動,則a、b兩端的電勢關系是 。課堂學習流程設計【課程導學】一、實驗探究某同學根據條形磁鐵插入、拔出螺線管實驗得到感應電流的方向如下圖所示:條形磁鐵運動情況N極向下插入S極向下插入N極向上拔出S極向上拔出原磁場方向穿過線圈的磁通量變化情況線圈中感應電流的方向感應電流的磁場方向原磁場與感應電流的磁場方向關系磁體間的相互作用情況二、實驗結論楞次定律:對“阻
23、礙”的理解:誰在阻礙?阻礙什么?如何阻礙?能否阻止?2、楞次定律有兩層含義:從磁通量變化的角度來看,從導體和磁體的相對運動的角度來看,三、總結應用楞次判斷感應電流方向的主要步驟:【范例精析】例1、在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌,導軌跟大線圈M相接,如圖,導軌上放一根導線ab,磁感線垂直于導軌所在平面。欲使M所包圍的小閉合線圈N產生順時針方向的感應電流,則導線的運動情況可能是( )A、勻速向右運動 B、加速向右運動 C、減速向右運動 D、加速向左運動例2、如圖,水平地面上方有正交的勻強磁場和勻強電場,電場豎直向下,磁場垂直紙面向里,半圓形鋁框從直徑出于水平位置時開始下落,不計阻力,a、b
24、兩端落到地面的次序是( )A、a先于b B、b先于a C、a、b同時落地 D、無法判定例3、如圖,電容器PQ的電容為10mF,垂直于回路的磁場的磁感應強度以5´10-3T/s的變化率均勻增加,回路面積為10-2m2。則PQ兩極電勢差的絕對值為 V。P極所帶電荷的種類為 ,帶電量為 C。達標檢測A類1如圖所示,開關閉合的瞬間,流過電流計的電流方向是 。(填順時針或逆時針)。2如圖所示,正方形線框abcd的邊長為d,向右通過寬為L的勻強磁場,且d<L,則在線圈進入磁場的過程中,線框中的感應電流方向為;在線框移出磁場的過程中,線框中的感應電流方向為。3如圖所示,M、N為水平放置的兩根
25、固定且平行的金屬導軌,兩根導體棒P、Q垂直于導軌放置并形成一個閉合回路,將閉合回路正上方的條形磁鐵從高處下落時:( )A、P、Q將互相靠攏 B、P、Q將互相遠離C、磁鐵的加速度仍為gD、磁鐵的加速度小于gB類1如圖所示,AB為固定的通電直導線,閉合導線框P與AB在同一平面內,當P遠離AB運動時,它受到AB的磁場力為:( )(A)引力且逐漸減小 (B)引力且大小不變(C)斥力且逐漸減小 (D)不受力2如圖所示,當條形磁鐵運動時,流過電阻的電流方向是由A流向B,則磁鐵的運動可能是:( )(A)向下運動 (B)向上運動(C)若N極在下,向下運動 (D)若S極在下,向下運動3如圖所示,a、b兩個同心圓
26、線圈處于同一水平面內,在線圈a中通有電流I,以下哪些情況可以使線圈b有向里收縮的趨勢( )(A)a中的電流I沿順時針方向并逐漸增大(B)a中的電流I沿順時針方向并逐漸減小(C)a中的電流沿逆時針方向并逐漸增大(D)a中的電流沿逆時針方向并逐漸減小4如圖所示,兩同心金屬圓環共面,其中大閉合圓環與導軌絕緣,小圓環的開口端點與導軌相連,平行導軌處在水平面內,磁場方向豎直向下,金屬棒ab與導軌接觸良好,為使大圓環中產生圖示電流,則ab應當:( )(A)向右加速運動 (B)向右減速運動(C)向左加速運動 (D)向左減速運動5一環形線圈放在勻強磁場中,第一秒內磁感線垂直線圈平面向里,磁感應強度隨時間的變化
27、關系如圖所示,則第二秒內線圈中感應電流大小變化和方向是:( )(A)逐漸增加逆時針 (B)逐漸減小順時針(C)大小恒定順時針 (D)大小恒定逆時針6如圖所示,Q為用毛皮摩擦過的橡膠圓盤,由于它的轉動,使得金屬環P中產生了逆時針方向的電流,則Q盤的轉動情況是:(A)順時針加速轉動 (B)逆時針加速轉動(C)順時針減速轉動 (D)逆時針減速轉動7如圖所示,條形磁鐵從h高處自由下落,中途穿過一個固定的空心線圈,K斷開時,落地時間為t1,落地速度為V1;K閉合時,落地時間為t2,落地速度為V2,則: t1 t2,v1 v2。8如圖所示,在兩根平行長直導線M、N中,通過同方向、同強度的電流,導線框ABC
28、D和兩導線在同一平面內。線框沿著與兩導線垂直的方向,自右向左在兩導線間勻速移動。在移動過程中,線框中產生感應電流的方向是( )A沿ABCDA,方向不變。B沿ADCBA,方向不變。C由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。D由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。9如圖所示,面積為0.2m2的100匝的線圈A處在磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,t=0時磁場方向垂直紙面向里磁感強度隨時間變化的規律是B=(6-0.2t)T,已知R1=4,R2=6,電容C=3OF線圈A的電阻不計求: (1)閉合S后,通過R2的電流大小和方向(2)閉合S一段時間后再斷開,S斷開后通過R2的電量是多少?學習反思布置作業第
29、四章 電磁感應 4.4法拉第電磁感應定律課題4.4法拉第電磁感應定律學習目標1知道什么叫感應電動勢。2知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能區別、E=n/t。3理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式。4知道E=Blvsin如何推得。5會用 和E=Blvsin解決問題。學習重難點重點法拉第電磁感應定律。難點平均電動勢與瞬時電動勢區別。學法指導通過推導到線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。預習評價1穿過一個電阻為R=1 的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb,則:( )(A)線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2V (B)線圈中的感應電動勢是2
30、V(C)線圈中的感應電流每秒鐘減少2A (D)線圈中的電流是2A2下列幾種說法中正確的是:( )(A)線圈中的磁通量變化越大,線圈中產生的感應電動勢一定越大(B)穿過線圈的磁通量越大,線圈中的感應電動勢越大(C)線圈放在磁場越強的位置,線圈中的感應電動勢越大(D)線圈中的磁通量變化越快,線圈中產生的感應電動勢越大3有一個n匝線圈面積為S,在 時間內垂直線圈平面的磁感應強度變化了 ,則這段時間內穿過n匝線圈的磁通量的變化量為 ,磁通量的變化率為 ,穿過一匝線圈的磁通量的變化量為 ,磁通量的變化率為 。4如圖所示,前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置,第一次用時0.2S,第二次用時1S;則前后兩次
31、線圈中產生的感應電動勢之比 。5如圖所示,用外力將單匝矩形線框從勻強磁場的邊緣勻速拉出設線框的面積為S,磁感強度為B,線框電阻為R,那么在拉出過程中,通過導線截面的電量是_課堂學習流程設計【課程導學】知識點一公式En的理解一個200匝、面積為20 cm2的線圈,放在磁場中,磁場的方向與線圈平面成30°角,若磁感應強度在0.05 s內由0.1 T增加到0.5 T,在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是_Wb;磁通量的平均變化率是_Wb/s;線圈中感應電動勢的大小是_V.知識點二公式EBLvsin 的理解如圖所示,在磁感應強度為1 T的勻強磁場中,一根跟磁場垂直長20 cm的導線以2 m/
32、s的速度運動,運動方向垂直導線與磁感線成30 °角,則導線中的感應電動勢為_電動勢公式En和EBLvsin 的選用技巧如圖所示,兩根相距為l的平行直導軌abdc,bd間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計MN為放在ab和dc上的一導體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內)現對MN施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動令U表示MN兩端電壓的大小,則()AUvBl,流過固定電阻R的感應電流由b到dBUvBl,流過固定電阻R的感應電流由d到bCUvBl,流過固定電阻R的感應電流由b到dDUvBl,流過固定電阻R
33、的感應電流由d到b如圖所示,A、B兩個閉合線圈用同樣的導線制成,匝數都為10匝,半徑rA2rB,圖示區域內有磁感應強度均勻減小的勻強磁場,則A、B線圈中產生的感應電動勢之比為EAEB_,線圈中的感應電流之比為IAIB_.【范例精析】例1、如圖,導體平行磁感線運動,試求產生的感應電動勢的大小(速度與磁場的夾角q,導線長度為L)例2、如右圖,電容器的電容為C,兩板的間距為d,兩板間靜止一個質量為m,電量為+q的微粒,電容器C與一個半徑為R的圓形金屬環相連, 金屬環內部充滿垂直紙面向里的勻強磁場.試求: DB/Dt等于多少?例3、如右圖, 無限長金屬三角形導軌COD上放一根無限長金屬導體棒MN,拉動
34、MN使它以速度v向右勻速運動,如果導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻導體,電阻率都相同,那么MN運動過程中,閉合回路的A感應電動勢保持不變 B感應電動流保持不變C感應電動勢逐漸增大 D感應電動流逐漸增大達標檢測A類1一個200匝、面積200cm2的圓線圈,放在勻強磁場中,磁場的方向與線圈平面垂直,磁感應強度在0.05s內由0.1T增加到0.5T,在此過程中,穿過線圈的磁通量變化量是 ,磁通量的變化率是,線圈中感應電動勢的大小是 。2一導體棒長為40cm,在磁感應強度為0.1T的勻強磁場中做切割磁感線運動,速度為5m/s,棒在運動中能產生的最大感應電動勢為V。3關于某一閉合電路中感應電動勢的大小E,
35、下列說法中正確的是( )A、E跟穿過這一閉合電路的磁通量的大小成正比B、E跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化大小成正比C、E跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化快慢成正比D、E跟穿過閉合電路所在處的磁感應強度的大小成正比4關于電磁感應,下列說法中正確的是( )A、導體相對磁場運動,一定會產生電流B、導體切割磁感線,一定會產生電流C、閉合電路切割磁感線就會產生電流D、穿過電路的磁通量發生變化,電路中就一定會產生感應電動勢5如圖所示,在豎直向下的勻強磁場中,將水平放置的金屬棒ab以水平速度v拋出,且棒與磁場垂直,不計下落過程的空氣阻力,則棒在運動過程中產生的感應電動勢大小的變化是 ( )A、越來越大 B
36、、越來越小C、保持不變D、無法判斷6穿過一個單匝線圈的磁通量,始終為每秒鐘均勻地增加2Wb,則( )A、線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2VB、線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2VC、線圈中的感應電動勢始終為2VD、線圈中不產生感應電動勢7如圖所示,讓線圈abcd從高為h處下落后,進入勻強磁場,從cd邊開始進入磁場,到ab邊剛進入磁場的這一段時間內,在下列幾種表示線圈運動的v-t圖象中,不可能的是()8有一個1000匝的線圈,在0.4秒內穿過它的磁通量從0.02Wb增加到0.09Wb,求線圈中的感應電動勢的平均值。如果線圈的電阻是10,把它跟一個電阻為990的電熱器串聯組成閉合電路時,通過電熱器的電流
37、的平均值多大?9如圖所示,正方形單匝線圈處于勻強磁場中,磁感線垂直穿過線圈平面,線圈每邊長20cm,若磁場的磁感應強度在t1=0.1s內由0.1T均勻增加到0.4T,并在緊接著的t2=0.25s的時間內由0.4T均勻增加到1.6T,則在t1的時間內線框中的感應電動勢的大小是多少伏?在t2時間內,感應電動勢的大小又是多少伏?在(t1+t2)時間內,感應電動勢的平均值是多少伏?10如圖所示的矩形線圈在勻強磁場中繞OO軸轉動時,線圈中是否有感應電動勢?為什么?設線圈的兩個邊長分別為L1和 L2,轉動角速度為,磁場的磁感應強度為B。試證明:在圖示的位置時,線圈中的感應電動勢為E=BS,其中S為線圈的面
38、積,S=L1L211如圖所示,在勻強磁場(B=0.2T)中,電阻為0.5的金屬桿以速度v=5m/s勻速向右平移,R=1.5,導軌間距L=0.2m且光滑并電阻不計,則電阻R兩端的電壓是多少伏?12電磁流量計如圖所示,用非磁性材料做成的圓管道,外加一勻強磁場.當管道中導電液體流過此區域時,測出管壁上一直徑兩端a、b兩點間的電動勢為E,就可知道管中液體的流量Q,即單位時間內流過管道橫截面的液體體積(m3s).已知管道直徑為D,磁場的磁感應強度為B,試推導Q的表達式。B類1如圖所示,把金屬圓環勻速拉出磁場,下列敘述正確的是:( )(A)向左拉出和向右拉出所產生的感應電流方向相反 (B)不管向什么方向拉
39、出,只要產生感應電流,方向都是順時針(C)向右勻速拉出時,感應電流方向不變(D)要將金屬環勻速拉出,拉力大小要改變2如圖所示,兩光滑平行金屬導軌水平放置在勻強磁場中,磁場與導軌所在平面垂直,金屬棒可沿導軌自由移動,導軌一端跨接一個定值電阻,金屬棒和導軌電阻不計;現用恒力將金屬棒沿導軌由靜止向右拉,經過時間速度為V,加速度為,最終以2V做勻速運動。若保持拉力的功率恒定,經過時間,速度也為V,但加速度為,最終同樣以2V的速度做勻速運動,則( )3如圖所示,金屬桿ab以恒定速率V在光滑平行導軌上向右滑行,設整個電路中總電阻為R(恒定不變),整個裝置置于垂直紙面向里的勻強磁場中,下列敘述正確的是:(
40、)(A)ab桿中的電流與速率成正比;(B)磁場作用于ab桿的安培力與速率V成正比;(C)電阻R上產生的電熱功率與速率V的平方成正比;(D)外力對ab桿做的功的功率與速率V的平方成正比。4如圖中,長為L的金屬桿在外力作用下,在勻強磁場中沿水平光滑導軌勻速運動,如果速度v不變,而將磁感強度由B增為2B。除電阻R外,其它電阻不計。那么:( )(A)作用力將增為4倍 (B)作用力將增為2倍(C)感應電動勢將增為2倍(D)感應電流的熱功率將增為4倍5如圖所示,固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導軌,垂直于導軌平面有一勻強磁場。質量為m的金屬棒cd垂直放在導軌上,除電阻R和金屬棒cd的電阻r外,其余電阻不
41、計;現用水平恒力F作用于金屬棒cd上,由靜止開始運動的過程中,下列說法正確的是:( )(A)水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產生的電能(B)只有在cd棒做勻速運動時, F對cd棒做的功才等于電路中產生的電能(C)無論cd棒做何種運動,它克服安培力所做的功一定等于電路中產生的電能 (D) R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應電動勢的值6如圖所示,在連有電阻R=3r的裸銅線框ABCD上,以AD為對稱軸放置另一個正方形的小裸銅線框abcd,整個小線框處于垂直框面向里、磁感強度為B的勻強磁場中已知小線框每邊長L,每邊電阻為r,其它電阻不計。現使小線框以速度v向右平移,求通過電阻R的電流及R兩端的電壓7
42、在磁感強度B=5T的勻強磁場中,放置兩根間距d=0.1m的平行光滑直導軌,一端接有電阻R=9,以及電鍵S和電壓表垂直導軌擱置一根電阻r=1的金屬棒ab,棒與導軌良好接觸現使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動,如圖15所示,試求: ( )(1)電鍵S閉合前、后電壓表的示數;(2)閉合電鍵S,外力移動棒的機械功率8如圖所示,電阻為R的矩形線圈abcd,邊長ab=L,bc=h,質量為m。該線圈自某一高度自由落下,通過一水平方向的勻強磁場, 磁場區域的寬度為h,磁感應強度為B。若線圈恰好以恒定速度通過磁場,則線圈全部通過磁場所用的時間為多少?9如圖所示,長為L的金屬棒ab與豎直放置的光滑金屬導軌接
43、觸良好(導軌電阻不計),勻強磁場中的磁感應強度為B、方向垂直于導軌平面,金屬棒無初速度釋放,釋放后一小段時間內,金屬棒下滑的速度逐漸 ,加速度逐漸 。10豎直放置的光滑U形導軌寬0.5m,電阻不計,置于很大的磁感應強度是1T的勻強磁場中,磁場垂直于導軌平面,如圖18所示,質量為10g,電阻為1的金屬桿PQ無初速度釋放后,緊貼導軌下滑(始終能處于水平位置)。問:( )(1)到通過PQ的電量達到0.2c時,PQ下落了多大高度? (2)若此時PQ正好到達最大速度,此速度多大? (3)以上過程產生了多少熱量?學習反思布置作業第四章 電磁感應 4.5電磁感應現象的兩類情況課題4.5電磁感應現象的兩類情況
44、學習目標1知道感生電場。2知道感生電動勢和動生電動勢及其區別與聯系。學習重難點重點感生電動勢與動生電動勢的概念。難點對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。學法指導通過討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度,同時提高學習物理的興趣。預習評價1英國物理學家麥克斯韋認為,變化的磁場會在空間激發一種電場,這種電場叫做 電場;有這種電場產生的電動勢叫做 ,該電場的方向可以由右手定則來判定。2由于導體運動而產生的感應電動勢稱為 。課堂學習流程設計【課程導學】一、電磁感應現象中的感生電場常用電源的電動勢是由非靜電力移動電荷做功使電源兩極分別帶上異種電荷,電磁感應現象中的感應電動勢又是怎樣產生的呢?1、感生電場:
45、圖所示,一個閉合電路靜止于磁場中,當磁場由弱變強時,閉合電路中產生了感應電動勢與感應電流,這時又是什么力相當于非靜電力促使電荷發生定向移動的?2、例題:閱讀課本例題,回答下列問題:真空室內的磁場由誰提供?當電磁鐵的電流恒定時,真空室內的電子受力如何?當電磁鐵中通有圖示方向均勻減小的電流時,所激發的磁場和感應電場怎樣?真空室中的電子受力怎樣?能使電子加速嗎?電磁鐵中通有圖示方向均勻增加的電流時,所激發的磁場和感應電場怎樣?真空室中的電子受力怎樣?能使電子加速嗎?二、洛倫茲力與動生電動勢導體切割磁感線運動時,磁場沒有變化,不能產生感生電場,其感應電動勢又是如何產生的?思考與分析:右圖所示,導體棒C
46、D在勻強磁場中運動:為了方便,我們認為導體棒中的自由電荷為正電荷,那么導體棒中的正電荷所受洛倫茲力的方向如何?正電荷相對于紙面的運動大致沿什么方向?導體棒一直運動下去,自由電荷是否總會沿著導體棒運動?為什么?導體棒的那端電勢比較高?如果用導線把C、D兩端連到磁場外的一個用電器上,導體棒中的電流沿什么方向?此時導體棒會受到安培力作用嗎?此時是什么力與非靜電力有關?導體棒中的能量是怎樣轉化的?【范例精析】例1、如圖所示,一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,而使電路中產生了感應電動勢,下列說法中正確的是( )A磁場變化時,會在在空間中激發一種電場B使電荷定向移動形成電流的力是磁場力C使電荷
47、定向移動形成電流的力是電場力D以上說法都不對例2、如圖所示,導體AB在做切割磁感線運動時,將產生一個電動勢,因而在電路中有電流通過,下列說法中正確的是( )A因導體運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢B動生電動勢的產生與洛侖茲力有關C動生電動勢的產生與電場力有關D動生電動勢和感生電動勢產生的原因是一樣的例3、如圖所示,兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,導軌電阻不計,另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質量均為m,電阻均為R,若要使cd靜止不動,則ab桿應向 上運動,速度大小為 ,作用于ab桿上的外力大小為 _達標檢測A類1通電直導線
48、與閉合線框彼此絕緣,它們處在同一平面內,導線位置與線框對稱軸重合,為了使線框中產生如圖所示的感應電流,可采取的措施是:( )(A)減小直導線中的電流(B)線框以直導線為軸逆時針轉動(從上往下看)(C)線框向右平動 (D)線框向左平動2一導體棒長l=40cm,在磁感強度B=0.1T的勻強磁場中做切割磁感線運動,運動的速度v=5.0ms,導體棒與磁場垂直,若速度方向與磁感線方向夾角=30°,則導體棒中感應電動勢的大小為 V,此導體棒在做切割磁感線運動時,若速度大小不變,可能產生的最大感應電動勢為 V3一個N匝圓線圈,放在磁感強度為B的勻強磁場中,線圈平面跟磁感強度方向成30°角
49、,磁感強度隨時間均勻變化,線圈導線規格不變,下列方法中可使線圈中感應電流增加一倍的是:( )(A)將線圈匝數增加一倍 (B)將線圈面積增加一倍(C)將線圈半徑增加一倍 (D)適當改變線圈的取向4如圖所示,四邊完全相同的正方形線圈置于一有界勻強磁場中,磁場垂直線圈平面,磁場邊界與對應的線圈邊平行,今在線圈平面內分別以大小相等,方向與正方形各邊垂直的速度,沿四個不同的方向把線圈拉出場區,則能使a、b兩點電勢差的值最大的是:( )(A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉 (D)向右拉5如圖所示,導線MN可無摩擦地沿豎直的長直導軌滑動,導線位于水平方向的勻強磁場中,回路電阻R,將MN由靜止開始釋放后的一小
50、段時間內,MN運動的加速度可能是:( )(A)保持不變(B)逐漸減小(C)逐漸增大(D)無法確定6在水平面上有一固定的U形金屬框架,框架上置一金屬桿ab,如圖所示(紙面即水平面),在垂直紙面方向有一勻強磁場,則:( )(A)若磁場方向垂直紙面向外并增長時,桿ab將向右移動(B)若磁場方向垂直紙面向外并減少時,桿ab將向左移動(C)若磁場方向垂直紙面向里并增長時,桿ab將向右移動(D)若磁場方向垂直紙面向里并減少時,桿ab將向右移7如圖所示,圓形線圈開口處接有一個平行板電容器,圓形線圈垂直放在隨時間均勻變化的勻強磁場中,要使電容器所帶電量增加一倍,正確的做法是:( )(A)使電容器兩極板間距離變為原來的一半(B)使線圈半徑增加一倍(C)使磁感強度的變化率增加一倍 (D)改變線圈平面與磁場方向的夾角B類1有一銅塊,重量為G,密
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