苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应定律应用》教案
高二物理教案:应用电磁感应定律解决实际问题

高二物理教案:应用电磁感应定律解决实际问题应用电磁感应定律解决实际问题一、学目标本教案的教学目标是通过应用电磁感应定律解决实际问题,深入理解电磁感应定律的本质及其应用。
二、教学内容本节课主要内容是应用电磁感应定律解决实际问题,掌握在实际应用中使用电磁感应的技巧及方法,以及如何解决相关问题。
具体内容包括:1.电流、磁场及电场基本概念回顾;2.应用电磁感应定律解决实际问题的方法及步骤;3.实际应用案例分析及讨论。
三、教学过程1.课前准备在课前,教师需要为学生准备相关课件,包括相关概念的图示及案例分析等。
同时,教师还需要为学生准备实验器材,以便让学生能够进行相应的实验。
2.课堂讲授教师会进行相应的复习,回顾电流、磁场及电场等相关概念,以确保学生对这些基础知识有一定的了解。
接着,教师会解释应用电磁感应定律解决实际问题的方法及步骤,包括:第一步:分析实际问题,找出相关引线、磁场、电场等因素;第二步:确定题目中所求物体的磁导率及其它相应数据;第三步:利用电磁感应定律求解题目中所求结果。
接下来,教师会为学生讲解实际应用案例,并引导学生进行讨论。
教师可以提供多组不同的案例,让学生在分组讨论的过程中,掌握使用电磁感应定律解决问题的方法及技巧,并从中总结出共性及区别。
3.实验操作教师会让学生进行相应的实验操作,以帮助学生更加深入理解电磁感应定律及其应用。
教师可以为学生提供不同的实验题目,以帮助学生熟悉和掌握使用电磁感应的技巧。
四、评价方法本节课的学生评价可以从三个方面考量:1.学生理解掌握电磁感应定律的程度;2.学生在实际应用中使用电磁感应的技巧及方法;3.学生对于实际案例的分析及探讨能力。
教师可以通过分组讨论、小组展示及实验操作等方式,对学生的综合能力进行综合评价。
五、教学时长根据具体情况,本节课的教学时长一般为2-3节课时,约为90分钟至120分钟。
六、教学效果通过本节课的教学,学生可以更加深入地理解电磁感应定律的本质及其应用,并熟练掌握如何在实际应用中使用电磁感应的技巧及方法,从而为今后的学习及现实生活中的电磁感应问题提供了积极的帮助。
高中物理电磁应用教案

高中物理电磁应用教案教学目标:1. 理解电磁感应的基本原理2. 掌握电磁铁、电动机、变压器等电磁应用的工作原理和应用场景3. 能够解决相关问题并进行实际应用教学重点:1. 电磁感应的原理和应用2. 电磁铁、电动机、变压器等电磁应用的工作原理和应用场景教学难点:1. 掌握电磁应用的工作原理和应用场景2. 能够灵活应用电磁原理解决相关问题教学准备:1. 电磁感应实验器材2. 电磁铁、电动机、变压器等实物模型3. 相关教学PPT资料教学过程:一、导入(5分钟)老师通过展示有关电磁应用的图片或视频,引导学生了解电磁感应的基本原理,并激发学生对电磁应用的兴趣。
二、学习电磁感应(15分钟)1. 讲解电磁感应的基本原理,引导学生认识电磁感应的概念和特点。
2. 展示电磁感应实验器材,进行电磁感应实验,让学生亲自体验电磁感应的过程。
三、讲解电磁应用原理(20分钟)1. 介绍电磁铁的工作原理和应用场景,包括电磁吸引力、电磁铁的结构等。
2. 展示电磁铁的实物模型,让学生了解电磁铁的结构和工作原理。
四、学习电动机(20分钟)1. 讲解电动机的工作原理和应用场景,包括直流电动机和交流电动机的区别。
2. 展示电动机的实物模型,让学生了解电动机的结构和工作原理。
五、学习变压器(20分钟)1. 介绍变压器的工作原理和应用场景,包括变压器的结构和工作原理。
2. 展示变压器的实物模型,让学生了解变压器的结构和工作原理。
六、实践活动(15分钟)让学生分组进行电磁应用实践活动,如制作简易电磁铁、搭建电动机实验等,让学生通过实践加深对电磁应用的理解。
七、总结与反思(10分钟)老师总结本节课的重点内容,引导学生对学习内容进行回顾和反思,鼓励学生将所学知识运用到实际生活中。
教学反馈:通过课堂讨论、作业布置、实验报告等形式,对学生学习情况进行及时反馈,帮助学生加深对电磁应用的理解。
教学延伸:鼓励学生积极参与电磁应用相关的科技创新活动,如参加电磁应用竞赛、参与电磁应用项目研究等,拓展学生的电磁应用知识和实践能力。
高二物理电磁感应教案5篇

高二物理电磁感应教案5篇教学进程常常有可能离开教案所预想的情况,因此教师不能死扣教案,把学生的思维的积极性压下去。
要根据学生的实际改变原先的教学计划和方法,满腔热忱地启发学生的思维,针对疑点积极引导。
这里由小编给大家分享高二物理电磁感应教案,方便大家学习。
高二物理电磁感应教案篇1一、教学目标:1、知道平抛运动的定义及物体做平抛运动的条件。
2、理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
3、掌握平抛运动的规律。
4、树立严谨,实事求是,理论联系实际的科学态度。
5、渗透物理学“建立理想化模型”、“化繁为简”“等效代替”等思想。
教学重难点重点难点:重点:平抛运动的规律。
难点:对平抛运动的两个分运动的理解。
教学过程教学过程:引入通过柯受良飞越黄河精彩视频和生活中常见抛体运动的图片引入到抛体运动,在对抛体运动进行了解的基础上回忆以前学过的抛体运动;对抛体运动进行分类。
由抛体运动引入平抛运动。
(一)知道什么样的运动是平抛运动?1.定义:物体以一定的初速度水平方向上抛出,仅在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。
2.物体做平抛运动的条件(1)有水平初速度,(2)只受重力作用。
通过活动让学生理解平抛运动是一个理想化模型。
让学生体会研究问题时,要“抓住主要因素,忽略次要因素”的思想。
(二)实验探究平抛运动问题1:平抛运动是怎样的运动?问题2:怎样分解平抛运动?探究一:平抛运动的水平分运动是什么样的运动?(学生演示,提醒注意观察实验现象)【演示实验】同时释放两个相同小球,其中一个小球从高处做平抛运动,另一个小球从较低的地方同时开始做匀速直线运动。
现象:在初速度相同的情况下,两个小球都会撞在一起(学生回答) 结论:平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动(师生共同总结) 探究二:平抛运动的竖直分运动是什么样的运动?(分组探究,提醒:a小球是带有小孔的小球;b装置靠近水槽;c观察两小球落到水槽中的情况)【分组实验】用小锤打击弹性金属片时,前方小球向水平方向飞出,做平抛运动,而同时后方小球被释放,做自由落体运动。
《电磁感应定律》教案

《电磁感应定律》教案一、教学目标1. 让学生了解电磁感应现象的产生条件和过程。
2. 使学生掌握法拉第电磁感应定律的内容及其应用。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学内容1. 电磁感应现象的产生条件。
2. 法拉第电磁感应定律的表述。
3. 电磁感应现象的应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:电磁感应现象的产生条件,法拉第电磁感应定律的内容及其应用。
2. 教学难点:法拉第电磁感应定律的推导和理解。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考电磁感应现象的产生条件和过程。
2. 利用实验演示,让学生直观地了解电磁感应现象。
3. 运用案例分析法,探讨电磁感应定律在生活中的应用。
五、教学过程1. 导入新课:通过回顾电流磁效应的实验,引发学生对电磁感应现象的思考。
2. 讲授新课:(1)介绍电磁感应现象的产生条件,引导学生理解磁通量变化与感应电流之间的关系。
(2)讲解法拉第电磁感应定律的表述,让学生掌握电磁感应现象的基本规律。
(3)分析电磁感应定律在生活中的应用,如发电机、变压器等。
3. 课堂互动:(1)提问:电磁感应现象的产生条件是什么?(2)提问:法拉第电磁感应定律的表述是什么?(3)讨论:电磁感应定律在生活中的应用实例。
4. 实验演示:(1)演示电磁感应实验,让学生直观地了解电磁感应现象。
(2)引导学生观察实验现象,分析实验结果。
5. 课后作业:(1)复习本节课所学内容,巩固基础知识。
(2)完成课后练习题,提高运用所学知识解决实际问题的能力。
6. 课堂小结:对本节课的主要内容进行总结,强调电磁感应现象的产生条件和法拉第电磁感应定律的重要性。
7. 拓展延伸:引导学生思考电磁感应现象在其他领域的应用,激发学生的创新意识。
六、教学评价1. 评价内容:学生对电磁感应现象的产生条件、法拉第电磁感应定律的内容及其应用的掌握程度。
2. 评价方式:课堂问答、课后作业、实验报告。
3. 评价标准:能准确回答问题,正确完成课后作业和实验报告。
苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应中的图像问题》教案

学案46 电磁感应中的电路与图象问题A.图①中,回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中,回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中,回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图④中,回路产生的感应电动势先变小再变大二、思想方法题组4.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,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()5.如图4甲所示,光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60°的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab 垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~t 时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()图4一、电磁感应中的电路问题1.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源,该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻(r).(2)除电源外其余部分是外电路.2.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)确定感应电动势的大小和方向.(2)画等效电路图.(3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解.3.与上述问题相关的几个知识点(1)电源电动势:E=n ΔΦΔt或E=Blv.(2)闭合电路欧姆定律:I=ER+r.部分电路欧姆定律:I=U R .电源的内电压:U内=Ir.电源的路端电压:U外=IR=E-Ir.(3)消耗功率:P外=IU,P总=IE.(4)通过导体的电荷量:q=IΔt=n ΔΦR+r.【例1】(2008·广东单科·18)如图5(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m,导轨左端连接R=0.6 Ω 的电阻.区域abcd内存在垂直于导轨平面向外、B=0.6 T 的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3 Ω,导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图1(b)中画出.图5二、电磁感应中的图象问题1.图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则、安培定则和左手定则,还有与之相关的电路知识和力学知识等.2.对于图象问题,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.3.解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是B-t图象还是Φ-t图象,或者E-t图象、I-t图象等.(2)分析电磁感应的具体过程.(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系.(4)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.(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等.(6)画图象或判断图象.【例2】图6(2011·山东·22)如图6所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用a c表示c的加速度,E kd表示d的动能,x c、x d分别表示c、d相对释放点的位移.下列图中正确的是()[规范思维]图7【例3】(2010·上海单科)如图7所示,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图()[规范思维]【基础演练】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8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U a、U b、U c和U d.下列判断正确的是()图8A.U a<U b<U c<U d B.U a<U b<U d<U cC.U a=U b<U c=U d D.U b<U a<U d<U c2.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图9甲所示.设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正,垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负.线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负.已知圆形线圈中感应电流I随时间变化的图象如图乙所示,则线圈所处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是下图中哪一个()图93.如图10甲所示,矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0~4 s时间内,线框ab边受安培力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能是下图中的()图104.如图11所示,圆环a和圆环b的半径之比为2∶1,两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度变化率恒定.则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下,M、N两点的电势差之比为()图11A.4∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.1∶2图125.(2010·山东泰安二模)如图12所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框和虚线框的对角线重合.从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域.用I表示导线框中的感应电流,取逆时针方向为正.则下列表示I-t关系的图线中,可能正确的是()6.(2011·江苏·5)如图13所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t=0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是()图13题号 1 2 3 4 5 6 答案图147.(2011·四川·24)如图14所示,间距l=0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内.在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4 T、方向竖直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3 Ω、质量m1=0.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小;(2)Q杆所受拉力的瞬时功率.【能力提升】8.两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行放置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图15所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.长度也为l、阻值也为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中.ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为x的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q.求:图15(1)ab运动速度v的大小;(2)电容器所带的电荷量q.9.(2011·江苏省泰州市模拟)如图16甲所示,质量m=6.0×10-3 kg、边长L=0.20 m、电阻R=1.0 Ω的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角α=30°的绝缘斜面上,ab边沿水平方向,线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化,若线框在斜面上始终保持静止,取g=10 m/s2.试求:(1)在0~2.0 ×10-2 s时间内线框中产生的感应电流的大小;(2)在t=1.0×10-2 s时线框受到斜面的摩擦力;(3)一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率.图16。
高二物理电磁感应教案

B. t=0时,穿过线圈 的磁通量为零
针对性练习题选讲
答案:A、D 题目二:在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
针对性练习题选讲
A. 导体相对磁场运动,导体内 一定会产生感应电流
B. 导体做切割磁感线运动,导 体内一定会产生感应电流
C. 闭合电路在磁场中做切割磁 感线运动,电路中一定会产生感
高二物理电磁感应教案
目录
CONTENTS
• 课程介绍与目标 • 电磁感应原理剖析 • 实验教学设计与实施 • 课堂互动环节设置 • 知识拓展与延伸 • 课堂小结与作业布置
感应基本概念
电磁感应现象
楞次定律
当导体在磁场中运动时,会在导体中 产生感应电动势,从而产生感应电流 的现象。
应电流
针对性练习题选讲
D. 穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
答案:D
下节课预习提示
预习内容
电磁感应中的能量转化和守恒,以及电磁感应在实际问题中的 应用。
预习要求
了解电磁感应中的能量转化和守恒的基本原理,思考电磁感应 在实际问题中的应用场景,并尝试解决一些相关的问题。
THANKS
选用理由
该教材符合高中物理课程标准的要求,内容全面、系统、深入,注重理论与实践的 结合,适合高中生的认知水平和学习能力。此外,该教材还配备了丰富的教学资源, 方便教师进行教学设计和实施。
02
CHAPTER
电磁感应原理剖析
法拉第电磁感应定律
01
法拉第电磁感应定律的内容
当穿过回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势,感应电
结果讨论 根据实验结果,讨论电磁感应现象及其规律。分析实验误 差来源,提出改进意见。同时,可以引导学生思考电磁感 应在实际生活中的应用。
高中物理十二年级电磁感应教案

高中物理十二年级电磁感应教案一、引言在高中物理十二年级的电磁感应教学中,教师需要设计合理的教案,以帮助学生全面掌握电磁感应的相关知识和应用技巧。
本文将根据任务名称,针对高中物理十二年级电磁感应教学的内容需求,提出以下教案设计。
二、教学目标1. 理解电磁感应的基本概念和原理;2. 掌握电磁感应的数学表达和相关公式;3. 运用电磁感应的知识解决实际问题;4. 培养学生对电磁感应现象的观察和实验能力。
三、教学内容1. 电磁感应的基本概念1.1 了解电磁感应的概念和发现历史;1.2 理解磁通量和磁感应强度的关系;1.3 掌握法拉第电磁感应定律。
2. 电磁感应的数学表达和相关公式2.1 运用法拉第电磁感应定律推导电动势的表达式;2.2 理解电感和电磁感应的关系;2.3 掌握带电体在磁场中的运动规律。
3. 电磁感应的应用3.1 理解发电机和电磁铁的工作原理;3.2 掌握感应电流的产生规律;3.3 运用电磁感应解决实际问题,如感应加热等。
4. 观察和实验能力的培养4.1 进行感应电磁现象的观察和分析;4.2 设计并进行相关实验,验证电磁感应的规律;4.3 运用实验结果与理论知识的结合进行实际问题的解决。
四、教学方法与手段1. 归纳法与演绎法相结合:通过讲解电磁感应的基本概念和原理,引导学生从具体案例中总结出普遍规律,并通过例题进行演绎,帮助学生理解和掌握电磁感应的数学表达和相关公式。
2. 实验教学法:通过设计简单的实验,让学生亲自观察和操作,培养其实验能力和科学思维,加深对电磁感应的理解和记忆。
3. 情景模拟法:通过情景模拟,如模拟发电机的工作原理等,使学生能够将理论知识与实际问题相联系,培养学生的应用能力和解决问题的能力。
4. 讨论与展示法:鼓励学生在小组中讨论,并向全班展示他们的思考和解决方案,促进学生之间的交流和合作,提高学生的学习兴趣和思维能力。
五、教学步骤1. 导入:通过一个引人入胜的视频或实验现场,引发学生对电磁感应的兴趣和好奇心,预热课堂气氛。
高二新苏版物理电磁感应现象教学设计

高二新苏版物理电磁感应现象教学设计《电磁感应现象》是高中物理课程,是电磁学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位。
物理电磁感应现象教学设计为大伙儿详细讲解了高二物理上册第三章知识点:电磁感应现象?,请大伙儿认真学习。
教材分析本节内容揭示了磁和电的内在联系,通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律,在教材中起到了承前启后的作用,是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。
教材中对法拉第坚信磁能生电,并历经十年的不懈努力,最后终于发觉电磁感应规律的物理学史料的介绍,是一个专门好的德育切入点,同时也表达了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。
电磁感应现象是电学部分的重点也是难点,专门是为迈克尔·法拉第(M ichael Faraday,公元1791~公元1867)电磁感应定律和楞次定律的学习提供了铺垫。
电磁感应现象的发觉不仅在科学和实践上具有重要意义,而且其指导思想以及发觉过程中表现出的科学态度与意志力对学生有重要的启发与和教育,这些在教学中有意识地加以表达。
学情分析学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流,在初中已有一定的认识,但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。
因此,在教学中从学生的已有知识动身,通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法,从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。
教法分析为了充分调动学生学习的积极性,本节课采纳“实验-探究”教学法,用环环相扣的问题将探究活动层层深入,最终师生共同得出探究结论。
教学目标(1)? ? 明白磁通量的定义,明白磁通量的国际单位,明白公式的适用条件,会用公式运算。
(2)? ? 明白电磁感应现象。
(3)? ? 明白得感应电流产生的条件。
(4)? ? 运用感应电流产生的条件解决简单问题。
过程与方法:(1)培养实验方法探究的能力。
(2)启发学生观看实验现象,从中分析归纳通过磁场产生电流的条件。
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【基本概念与基本规律】
5.比较感生电动势与动生电动势
感生电动势
动生电动势
含 义 由于磁场发生变化而在回路
中产生的感应电动势
表示长为l 的导体(无论闭合与否)做切割磁感线运动时产生的感应电动势
大 小 t
n
E ∆∆Φ= BLv
E =
非静电力 感应电场力 洛仑兹力
方 向
只能用楞次定律判别
可以用右手定则,也可用楞次定律判别
6.注意区别:磁通量Φ、磁通量的变化∆Φ、磁通量的变化率t
∆∆Φ。
⑴Φ是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场与回路平面垂直时,BS =Φ。
⑵∆Φ是过程量,是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量,即12Φ-Φ=∆Φ。
⑶
t
∆∆Φ表示磁通量的变化快慢,即单位时间内磁通量的变化,称磁通量的变化率。
⑷上述三个物理量的大小没有直接关系,这一点与运动学中v 、v ∆, t
v ∆∆三者相似。
【例1】(2006天津)在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图 1所示,当磁场的磁感应强度 B 随时间 t
图
图
如图 2变化时,图 3中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是(
)
【例2】如图所示,一边长为L 的正方形金属框,质量为m ,电阻为R ,用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间均匀变化且满足B =kt 规律.已知细线所能承受的最大拉力T =2mg ,求从t =0时刻起,经多长时间细线会被拉断.
二、导体切割磁感线产生感应电动势计算
1.导体切割磁感线产生感应电动势的大小:θsin Blv E = ⑴上式适用导体平动,l 垂直v 、B 。
⑵公式中L 是导体切割磁感线的有效长度。
θ是v 与B 的方向夹角,若θ=90°(v ⊥B )时,则E=BLv ;若θ=0°(v ∥B )时,则E=0。
2.切割运动的若干图景: ①
部分导体在匀强磁场中的相对平动切割
②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割
图
③闭合线圈在匀强磁场中转动切割
【例4】(2006四川)如图所示,接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。
图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q两位置对应于弹簧振
子的最大位移处。
若两导轨的电阻不计,则()
A.杆由O到P的过程中,电路中电流变大
B.杆由P到Q的过程中,电路中电流一直变大
C.杆通过O处时,电路中电流方向将发生改变
D.杆通过O处时,电路中电流最大
【例6】如图所示,匀强磁场方向垂直于线圈平面,先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有磁场。
第一次速度v1 = v,第二次速度v2 = 2v,在先、后两次过程中()A.线圈中感应电流之比为1:2
B.线圈中产生热量之比为1:2
C.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1:2
D.流过任一横截面的电量之比为1:2
【例8】如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数
k =0.020T/s .一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t =0时刻,金属杆紧靠在P 、Q 端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t =6.0s 时金属杆所受的安培力.
三、电磁感应现象的电路问题
在电磁感应现象中,有些问题往往可以归结为电路问题,在这类问题中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路就相当于电源,这部分的电阻相当于电源的内阻,其余部分相当于外电路。
解这类问题时,一般先画出等效电路图,然后应用电路的有关规律进行分析计算.
【例9】如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属
环电阻的二分之一。
磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E ,则a 、b 两点间的电势差为( )
A .
2
E B .3
E C .3
2E D .E
【例10】粗细均习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的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )
【例11】(2006上海)如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab ,质量为m ,导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab
沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v 时,受到安培力的大小为F .此时( )
A .电阻R 1消耗的热功率为Fv /3
B .电阻 R 2消耗的热功率为 Fv /6
C .整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D .整个装置消耗的机械功率为(F +μmgcosθ)v。