陕西省富县高级中学2015-2016学年集体备课物理一轮复习教案：法拉第电磁感应定律_自感_涡流1
高三物理一轮复习第十章第二讲法拉第电磁感应定律 自感系数学案
第十章第2讲：法电磁感应定律自感系数一、复习目标：1.理解法拉第电磁感应定律并能熟练应用2.能熟练计算导线做切割磁感线运动产生的感应电动势的大小3.认识自感、涡流等现象二、基础知识梳理（阅读课本P29-P41页）1.判断下列说法的正误。
(1)同一线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大。
()(2)同一线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大。
()(3)同一线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大。
()(4)导体棒平动切割磁感线产生的电动势E=Blv。
()(5)一个线圈在磁场中垂直磁场方向匀速运动的过程中,线圈中一定有感应电流产生。
()2.在如图所示的电路中,L A为灯泡,S为开关,L为有铁芯的线圈。
对于这样的电路,下列说法正确的是()。
A.因为线圈L通电后会产生自感现象,所以S闭合后,灯泡L A中无电流通过B.在S打开或闭合的瞬间,电路中都不会产生自感现象C.当S闭合时,电路中会产生自感现象D.在S闭合后再断开的瞬间,灯泡L A可能不立即熄灭3.(多选)下列四个图都与涡流有关,其中说法正确的是()。
A.图1中电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物B.图2金属探测器是利用被测金属中产生涡流来进行探测的C.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流D.真空冶炼炉所接交流电源的频率越高,相等时间内产生的热量越多三、考点分析考点1、法拉第电磁感应定律的理解与应用1.对法拉第电磁感应定律的理解(1)公式E=nΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势,当磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值。
(2)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt共同决定,而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。
(3)磁通量的变化率ΔΦΔt对应Φ-t图线上某点的切线斜率。
2.磁通量变化的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时,ΔΦ=BΔS,则E=nBΔSΔt。
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时, ΔΦ=SΔB,则E=nSΔBΔt。
法拉第电磁感应定律-课教案
法拉第电磁感应定律-优质课教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解法拉第电磁感应定律的背景和重要性。
激发学生对电磁感应现象的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容介绍电磁感应现象的发现过程。
引出法拉第电磁感应定律的概念。
1.3 教学方法使用多媒体演示电磁感应现象的实验。
引导学生通过观察和思考，提出问题并寻找答案。
1.4 教学活动播放电磁感应现象的实验视频。
学生观察并描述实验现象。
教师引导学生思考电磁感应的原理和规律。
第二章：法拉第电磁感应定律的表述2.1 教学目标让学生理解法拉第电磁感应定律的表述和含义。
学会使用法拉第电磁感应定律进行简单的计算。
2.2 教学内容给出法拉第电磁感应定律的数学表述。
解释定律中的各个参数和物理意义。
2.3 教学方法使用示例和图示来解释法拉第电磁感应定律的表述。
引导学生通过公式推导和计算来加深理解。
2.4 教学活动教师讲解法拉第电磁感应定律的表述。
学生跟随教师的示例进行公式推导和计算。
学生进行小组讨论，互相解释定律的含义。
第三章：电磁感应实验3.1 教学目标让学生通过实验观察和测量电磁感应现象。
学会使用实验仪器和设备进行电磁感应实验。
3.2 教学内容介绍电磁感应实验的原理和步骤。
讲解实验仪器的使用和测量方法。
3.3 教学方法教师演示电磁感应实验的步骤和操作。
学生亲自动手进行实验，观察和测量电磁感应现象。
3.4 教学活动教师演示电磁感应实验。
学生分组进行实验，记录实验数据和观察结果。
第四章：电磁感应应用4.1 教学目标让学生了解电磁感应现象在生活中的应用。
培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4.2 教学内容介绍电磁感应现象在电力、电机、传感器等方面的应用。
分析电磁感应现象在实际问题中的解决方案。
4.3 教学方法使用案例分析和实物展示来介绍电磁感应应用。
引导学生通过小组讨论和创意设计来提出应用方案。
4.4 教学活动教师介绍电磁感应现象在电力和电机等领域的应用。
学生进行小组讨论，提出电磁感应现象在生活中的应用方案。
高三物理第一轮复习课件：第十章第二讲法拉第电磁感应定律
C．Ubc＝－12Bl2ω，金属框中无电流 D．Ubc＝12Bl2ω，金属框中电流方向沿 a→c→b→a 解析：当金属框绕 ab 边以角速度 ω 逆时针转动时，
穿过直角三角形金属框 abc 的磁通量恒为 0，所以没有感 应电流，由右手定则可知，c 点电势高，Ubc＝－12Bl2ω， 故 C 正确，A、B、D 错误．
过 L1 的电流记为 IL.S1 断开瞬间，A1 突然变亮，可知 IL>I1，
因此 A1 和 L1 电阻不相等，所以 A、B 错误；
题图 2 中，闭合 S2 时，由于自感作用，通过 L2 与 A2 的 电流 I2 会逐渐增大，而通过 R 与 A3 的电流 I3 立即变大，因 此电流不相等，所以 D 错误；由于最终 A2 与 A3 亮度相同， 所以两支路电流 I 相同，根据部分电路欧姆定律，两支路电 压 U 与电流 I 均相同，所以两支路电阻相同，由于 A2、A3 完全相同，故变阻器 R 与 L2 的电阻值相同，所以 C 正确．
(1)一般情况：运动速度 v 和磁感线方向夹角为 θ， 则 E＝__B__lv__si_n__θ___.
(2)常用情况：运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 E ＝__B__lv___.
(3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀 强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 E
＝Bl－v ＝12Bl2ω
[对点训练]
1．(2016·北京卷)如图所示，匀强 磁场中有两个导体圆环 a、b，磁场方 向与圆环所在平面垂直．磁感应强度 B 随时间均匀增大．两圆环半径之比为 2∶1，圆环中产 生的感应电动势分别为 Ea 和 Eb.不考虑两圆环间的相互 影响．下列说法正确的是( )
法拉第电磁感应定律-课教案
法拉第电磁感应定律-优质课教案第一章：引言1.1 课程背景法拉第电磁感应定律是电磁学的基础之一，对于理解现代科技的发展具有重要意义。
本课程旨在帮助学生深入理解法拉第电磁感应定律的原理和应用，提高学生的科学素养。
1.2 教学目标通过本章的学习，学生能够：（1）了解法拉第电磁感应定律的发现过程；（2）理解法拉第电磁感应定律的表述；（3）掌握法拉第电磁感应定律的基本应用。
1.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的背景、发现过程和表述。
1.4 教学方法采用讲解、案例分析和互动讨论相结合的方式进行教学。
第二章：法拉第电磁感应定律的发现2.1 课程背景法拉第电磁感应定律的发现是电磁学发展史上的重要里程碑，了解其发现过程对于理解定律的重要性具有重要意义。
2.2 教学目标通过本章的学习，学生能够：（1）了解法拉第电磁感应定律的发现过程；（2）理解法拉第的实验方法和思维方式。
2.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的发现过程，包括法拉第的实验方法和思维方式。
2.4 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
第三章：法拉第电磁感应定律的表述3.1 课程背景法拉第电磁感应定律的表述是理解和学习电磁学的基础，掌握其表述对于进一步学习电磁学的其他内容至关重要。
3.2 教学目标通过本章的学习，学生能够：（1）掌握法拉第电磁感应定律的表述；（2）理解法拉第电磁感应定律的各种形式。
3.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的表述，包括各种形式。
3.4 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式进行教学。
第四章：法拉第电磁感应定律的基本应用4.1 课程背景法拉第电磁感应定律在生产和生活中有着广泛的应用，了解其基本应用对于理解电磁学的实际意义具有重要意义。
4.2 教学目标通过本章的学习，学生能够：（1）掌握法拉第电磁感应定律的基本应用；（2）了解法拉第电磁感应定律在生产和生活中的应用。
4.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的基本应用，包括在生产和生活中的应用。
高三物理一轮复习第十章电磁感应第3讲法拉第电磁感应定律自感现象课件
2.公式E=n 与E=Blv的比较:
t
E=n
t
E=Blv
研究 对象
闭合回路
回路中做切割磁感线运动的部 分导体
区别
(1)若v为瞬时速度,则求的是瞬
研究
时感应电动势
内容 平均电动势 (2)若v为平均速度,则求的是平
均感应电动势
E=n
t
对任何电磁
E=Blv
区别
适用 范围
感应 现象普遍适
A .n n 1 2B .n n 1 2C .n n 1 2 2 2D .n n 1 2 2 2
【解析】选B。导线相同,则电阻R相同,制作成匝数分
别为n1、n2的圆形线圈后,设其半径分别为r1、r2,则
n1·2π r1=n2·2π r2, r1 n 2 ,面积之比为 S1
()
【解析】选B。导线框前进L之前,切割磁感线的右边逐 渐变长,感应电流逐渐增大。再前进,左边进入磁场切 割磁感线,感应电流减小,前进1.5L时,电流为零。再前 进,电流为逆时针方向,感应电流为负值,且导线框从进 磁场到出来过程中,只有前进1.5L时电流为零。故B正 确。
【加固训练】 (多选)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体 直杆,单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置,整个 内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。 杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动, 杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的 位置由θ 确定,如图所示。则 ( )
【加固训练】 1.(多选)(2017·郑州模拟)如图所示, 闭合金属导线框放置在竖直向上的匀 强磁场中,磁场的磁感应强度的大小 随时间变化而变化。下列说法中正确的是 ( )
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 9-2 法拉第电磁感应定律 自感现象限时规范特训(含解析)
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 9-2 法拉第电磁感应定律 自感现象限时规范特训（含解析）1. [2014·云南部分名校高三期末统考]如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小 ( )A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 保持不变D. 无法判断解析：当导体切割磁感线时感应电动势的大小为E ＝Blv ，其中v 指的是导体沿垂直于磁场方向的分速度大小，对应于本题金属棒水平方向的分速度v 0，所以导体棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小E ＝Blv 0，大小保持不变．答案：C2. 如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S .在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．则在0～t 0时间内电容器( )A. 上极板带正电，所带电荷量为CS B 2－B 1t 0B. 上极板带正电，所带电荷量为C B 2－B 1t 0 C. 上极板带负电，所带电荷量为CS B 2－B 1t 0D. 上极板带负电，所带电荷量为C B 2－B 1t 0解析：根据楞次定律，当磁场增强时，环形导体产生逆时针的感应电流，使电容器上板带正电，感应电功势E ＝ΔφΔt ＝ΔB ·S Δt ＝B 2－B 1St 0，电容器带电量q ＝CE ，选项A 正确．答案：A3. (多选)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是( )A. 合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B. 合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮C. 断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭D. 断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭解析：合上开关，A2立刻就亮了，受自感作用，A1灯逐渐变亮，两灯相同，线圈电阻忽略，稳定后流过两灯的电流相同，断开开关时，两灯和线圈组成闭合回路，线圈的自感作用使电流从原来的值逐渐减小，两灯均慢慢熄灭．答案：AD4. 如图所示，L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2、D3为三个完全相同的灯泡，E为内阻不计的电源，在t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后D1、D2两灯的电流分别为I1、I2，当时刻为t1时断开开关S，若规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为电流的正方向，则下图能正确定性描述灯泡电流i与A、B两点间电压U AB随时间t变化关系的是( )解析：在t＝0时刻闭合开关S，D1中电流逐渐增大到I1，当时刻为t1时断开开关S，由于线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，电流与原电流方向相同，则A、B错误；在t＝0时刻闭合开关S，D1中电流不能立即达到最大，导致D2中电流先由最大逐渐减小到I2稳定，当时刻为t1时断开开关S，L、D1和D2构成闭合回路，D2中电流方向与原来方向相反，且逐渐减小到零，所以C错误，D正确．答案：D5. [2013·山西考前训练]A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比r A∶r B＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( )A. I A I B＝1B. I A I B＝2C. I A I B ＝14D. I A I B ＝12解析：匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化，设t 时刻的磁感应强度为B t ，则B t ＝B 0＋kt ，其中B 0为t ＝0时的磁感应强度，k 为一常数，A 、B 两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S ，则Φt ＝B t ·S ，即在任一时刻穿过两导线环包围面上的磁通量是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的．E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S (S 为磁场区域面积)．对A 、B 两导线环，由于ΔB Δt 及S 均相同，得E A E B ＝1，I ＝E R ，R ＝ρl S 1(S 1为导线的横截面积)，l ＝2πr ，所以I AI B ＝E A r B E B r A ，代入数值得I A I B ＝r B r A ＝12. 答案：D6. (多选)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C 和电阻R ，导体棒MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN 始终保持静止，忽略电容器C 的充电时间，则在0～t 2时间内( )A. 电容器C 所带的电荷量先减小后增大B. 电容器C 的a 板先带正电后带负电C. 通过MN 电流始终没变D. MN 所受安培力的方向先向右后向左解析：磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C 所带的电荷量大小始终没变，选项A 、B 错误；由于磁感应强度均匀变化，感应电动势恒定，所以感应电流也恒定，MN 所受安培力的方向先向右后向左，选项C 、D 正确．答案：CD7．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距磁场上界面h 高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v 1、v 2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q 1、Q 2.不计空气阻力，则( )A ．v 1＜v 2，Q 1＜Q 2B ．v 1＝v 2，Q 1＝Q 2C ．v 1＜v 2，Q 1＞Q 2D ．v 1＝v 2，Q 1＜Q 2解析：设线圈边长为l ，导线横截面积为S ，电阻率为ρ，密度为ρ0，在进入磁场过程中某点速度为v ，则a ＝g －F 安m ＝g －B 2l 2mR v ，而m ＝ρ0·S ·4l ，R ＝ρ4lS，即mR ＝16ρρ0l 2(定值)，则a 与线圈的横截面积、线圈质量无关，由运动学知识可得v 1＝v 2；设磁场高度为H ，线圈在进入磁场过程中产生热量，全过程由功能关系得Q ＝mg (H ＋h )－12mv 2，质量大的线圈产生热量多，即Q 1＜Q 2，选项D 正确．答案：D8. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a 和b 以及磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，血管内径为5.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为300 μV ，磁感应强度的大小为0.050 T ．则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为( )A. 1.2 m/s ，a 正、b 负B. 2.4 m/s ，a 正、b 负C. 1.2 m/s ，a 负、b 正D. 2.4 m/s ，a 负、b 正解析：由左手定则可知，血液中的正离子受到的磁场力的方向向上，使得电极a 带正电，排除C 、D ；因稳定流动时满足Bqv ＝q U d ，所以v ＝U Bd＝1.2 m/s ，A 正确、B 错误．答案：A 题组二 提能练9. 如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一矩形导体闭合线框abcd ，线框平面与磁场方向垂直．导体棒ef 可在ad 与bc 间滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与框架良好接触，ad 长为L ，导体棒ef 在Δt 时间内向左匀速滑过距离Δd ，在ef 向左滑动时，整个回路的感应电动势为E ，则( )A. E ＝2BL ΔdΔtB. E ＝0C. E ＝BL ΔdΔtD. 不能用E ＝ΔΦΔt计算E解析：选aefd 构成的闭合回路研究，ef 向左滑动时，回路面积减小L Δd ，由E ＝ΔΦΔt 可得，E ＝BL ΔdΔt ；若选ebcf 构成的闭合回路研究，ef 向左滑动时，回路面积增大L Δd ，由E＝ΔΦΔt 可得，E ＝BL ΔdΔt.显然，上述这两个回路是并联的关系，因此整个回路的感应电动势也是E ＝BL Δd Δt ；ef 向左滑动的速度v ＝Δd Δt ，由E ＝BLv 可得，E ＝BL Δd Δt ，即ΔΦΔt ＝BLv ，所以这两个公式是统一的．答案：C10. [2014·江苏苏州高三期末调研]在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是 ( )A. 合上开关，a 先亮，b 后亮；稳定后a 、b 一样亮B. 合上开关，b 先亮，a 后亮；稳定后b 比a 更亮一些C. 断开开关，a 逐渐熄灭、b 先变得更亮后再与a 同时熄灭D. 断开开关，b 逐渐熄灭、a 先变得更亮后再与b 同时熄灭解析： 合上开关，b 立刻变亮，而由于线圈L 的自感作用，流过灯a 的电流逐渐变大，所以a 后亮，稳定后，线圈相当于一个电阻，流过b 灯的电流较大，即I b >I a ，所以b 比a 更亮一些，选项A 错误，B 正确；断开开关后，线圈L 与灯a 、灯b 组成闭合回路，回路中的电流从I a 逐渐变小到零，所以a 逐渐熄灭、b 先变暗后再与a 同时熄灭，选项CD 错误．答案：B11. [2014·北京朝阳]如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域，则( )A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动B. 若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动C. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动D. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动解析：若线圈进入磁场过程是匀速运动，即mg ＝B 2l 2vR，完全进入磁场区域一定做加速运动，则离开磁场过程中受到安培力大于重力，一定是减速运动，A 项错误；若线圈进入磁场过程是加速运动，即mg >B 2l 2vR ，则离开磁场过程中可能是加速运动，也可能是减速运动，B 项错误；若线圈进入磁场过程是减速运动，即mg <B 2l 2vR，则离开磁场过程一定是减速运动，C 项错误，D 项正确．答案：D12. [2013·广东中山高三期末统考](多选)如图所示，金属杆ab 静放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中．当磁感应强度均匀增大时，杆ab 总保持静止，则 ( )A. 杆中感应电流方向是从b 到aB. 杆中感应电流大小保持不变C. 金属杆所受安培力逐渐增大D. 金属杆受三个力作用而保持平衡解析：据楞次定律知，杆中感应电流的方向是从a 到b ，选项A 错误；杆中感应电流的大小I ＝E R ＝S ΔB R Δt ＝Sk R (其中ΔBΔt＝k 为常量)，所以杆中感应电流大小保持不变，选项B 正确；金属杆所受安培力F ＝BIL 会随着磁感应强度B 的增大而逐渐增大，选项C 正确；金属杆受到重力、支持力、安培力和摩擦力四个力的作用而保持平衡，选项D 错误．答案：BC13. [2013·南京二模]均匀导线制成的正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m .将其置于磁感应强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界平行．重力加速度为g .当cd 边刚进入磁场时：(1)求线框中产生的感应电动势大小； (2)求cd 两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度大小恰好为g4，则线框下落的高度h 应满足什么条件？解析：(1)设cd 边刚进入磁场时，线框的速度为v ，由机械能守恒定律得mgh ＝12mv 2(或由v 2＝2gh )由法拉第电磁感应定律得E ＝BLv综合上述两式解得E ＝BL 2gh(2)由闭合电路欧姆定律得到此时线框中电流I ＝E Rcd 两点间的电势差 U ＝I ·(34R )＝34BL 2gh(3)由安培力公式得F ＝BIL ＝B 2L 22ghR当a ＝g4，方向向下时，根据牛顿第二定律mg －F ＝ma解得下落高度满足h ＝9m 2gR232B 4L4当a ＝g4，方向向上时，根据牛顿第二定律F －mg ＝ma解得下落高度满足h ＝25m 2gR232B 4L4答案：(1)BL 2gh (2)34BL 2gh (3)见解析。
高考物理一轮复习：9.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》教学案(含答案)
第2讲法拉第电磁感应定律 自感和涡流考纲下载：1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 2.自感、涡流(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能1．法拉第电磁感应定律(1)感应电动势 ①概念：在电磁感应现象中产生的电动势； ②产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关； ③方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
(2)法拉第电磁感应定律 ①内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；②公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数，ΔΦΔt 为磁通量的变化率。
(3)导体切割磁感线时的感应电动势①导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E ＝Blv 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度；②导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E ＝Blv ＝12Bl 2ω (平均速度等于中点位置的线速度12l ω)。
2．自感、涡流(1)自感现象 ①概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
②自感电动势a ．定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势；b ．表达式：E ＝L ΔI Δt； ③自感系数La ．相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关；b ．单位：亨利(H )，1 mH ＝10－3 H ，1 μH ＝10－6 H 。
(2)涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
巩固小练1．判断正误(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。
(×)(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。
(×)(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。
(√)(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大。
(×)(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。
(√)(6)对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大。
高中物理-法拉第电磁感应定律教案 (2)
高中物理-法拉第电磁感应定律教案教学目标：知识与技能1、知道什么是感应电动势。
2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。
3、在实验基础上,了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式,学会用该定律分析与解决一些简单的问题。
4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。
过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式tn E ∆∆Φ=,掌握运用理论知识探究问题的方法情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B教学过程： 一、感应电动势说明：既然在闭合电路中产生了感应电流,这个电路中就一定有电动势。
我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当十电源。
在同一个电路中,感应电动势越大,感应电流越大。
那么,感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3实验过程：在图3.1 -2中,使导体捧以不同的速度切割磁感线,砚察电流表指针偏转的幅度。
实验结论：在导线切割磁感线的过程中,切割速度越大,感应电动势越大实验过程：在图3.1-3 中,使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出,观察电流表指针偏转的幅度。
实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中,插入和拔出的速度越大,感应电动势越大说明：导体捧以较大的速度切割磁感线,和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出,都使线圈中的磁通量发生变化,且磁通量变化的速度比较大说明：许多实验都表明,感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。
我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢,它是磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值。
人教版高中物理教案-法拉第电磁感应定律
二、法拉第電磁感應定律學習目標知識脈絡1．知道什麼是感應電動勢．2．掌握磁通量、磁通量變化量和磁通量變化率的區別．(難點)3．理解法拉第電磁感應定律．(重點)4．學會用法拉第電磁感應定律分析與解決一些簡單的問題．(重點、難點)感應電動勢[先填空]1．概念在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢，產生感應電動勢的那部分導體相當於電源．2．產生條件只要穿過回路的磁通量發生改變，在回路中就產生感應電動勢．3．探究影響感應電動勢大小的因素實驗1：部分電路的一部分導體做切割磁感線運動，如圖3-2-1所示，改變導體AB的切割速度，觀察電流計示數大小．圖3-2-1現象分析：導體AB切割速度越快，電流計示數越大，說明感應電動勢越大；切割速度越慢，電流計示數越小，則感應電動勢越小．實驗2：磁鐵在線圈中運動，如圖3-2-2所示，以不同的速度將條形磁鐵插入或拔出線圈時，比較電流計示數大小．圖3-2-2現象分析：磁鐵插入或拔出的速度越快，電流計的示數越大，產生的感應電動勢越大；反之，速度越慢，電流計的示數越小，感應電動勢越小．我們從磁通量的變化來看，上面實驗由於磁通量都發生變化，均發生電磁感應現象．從實驗現象分析可知：無論以何種方式改變磁通量，只要磁通量變化得越快，產生的感應電動勢就越大，即感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關．4．磁通量的變化率磁通量變化量跟發生這個變化所用時間的比值．[再判断]1．電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢．(√)2．只要穿過回路的磁通量發生改變，回路中就有感應電動勢產生．(√) 3．線圈放在磁場越強的位置，產生的感應電動勢一定越大．(×)[后思考]1．回路中有感應電動勢時一定有感應電流嗎？【提示】不一定．回路閉合，有感應電動勢一定就有感應電流；回路斷開，有感應電動勢時沒有感應電流．2．磁通量越大，產生的感應電動勢越大嗎？【提示】不一定．由實驗可知，感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關．與磁通量大小無關．Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的區別物理量磁通量Φ磁通量變化量ΔΦ磁通量變化率ΔΦΔt單位Wb Wb Wb/s或V物理某時刻穿過某個面穿過某個面的磁通穿過某個面的磁通意義的磁感線條數量的變化量量變化的快慢大小計算Φ＝BS⊥，S⊥為在垂直B方向上S的投影面積ΔΦ＝|Φ2－Φ1|ΔΦ＝B·ΔS⊥ΔΦ＝ΔB·S⊥ΔΦΔt＝B·ΔS⊥Δt或ΔΦΔt＝S⊥·ΔBΔt1．感應電動勢產生的條件是()【導學號：46852053】A．導體必須做切割磁感線的運動B．導體回路必須閉合，且回路所包圍面積內的磁通量發生變化C．無論導體回路是否閉合，只要它包圍面積內的磁通量發生變化D．導體回路不閉合【解析】產生感應電動勢的條件是回路中的磁通量發生變化，與回路閉合與否無關，故C選項正確，B、D選項錯誤；磁通量變化的方式很多，不一定是導體切割磁感線，故選項A錯誤．【答案】 C2．一矩形線圈在勻強磁場中向右做加速運動，如圖3-2-3所示，下列說法中正確的是()【導學號：46852054】圖3-2-3A．線圈中無感應電流，有感應電動勢B．線圈中有感應電流，也有感應電動勢C．線圈中無感應電流，無感應電動勢D．無法確定【解析】由於磁通量不變，則無感應電流、無感應電動勢．【答案】 C3．如圖3-2-4所示，電流錶與螺線管組成閉合電路．以下關於電流錶指標偏轉情況的陳述中正確的是()【導學號：46852055】圖3-2-4A．磁鐵快速插入螺線管時比慢速插入螺線管時電流錶指針偏轉大B．磁鐵快速插入螺線管和慢速插入螺線管，磁通量變化相同，故電流錶指針偏轉相同C．磁鐵放在螺線管中不動時螺線管中的磁通量最大，所以電流錶指標偏轉最大D．將磁鐵從螺線管中拉出時，磁通量減少，所以電流錶指針偏轉一定減小【解析】電流錶的指標的偏轉角度是由螺線管產生的感應電動勢的大小決定，而感應電動勢的大小取決於磁通量的變化率，所以選項A正確．【答案】 A感應電動勢的大小只取決於比值ΔΦΔt，與Φ、ΔΦ均無關.法拉第電磁感應定律[先填空]1．內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．2．公式：E＝ΔΦΔt，若為n匝線圈，則產生的電動勢為E＝nΔΦΔt.3．在電磁感應現象中產生了感應電流，一定有其他能向電能轉化，在轉化的過程中遵守能量守恆定律．[再判断]1．線圈中磁通量的變化量越大，產生的感應電動勢一定越大．(×)2．線圈中磁通量變化越快，產生的感應電動勢越大．(√)3．線圈中磁通量變化率越大，產生的感應電流越大．(×)[后思考]1．閉合線圈中部分導線以不同速度切割磁感線，觀察到電流錶指針偏轉角度有何不同？【提示】速度越大，電流錶指標偏轉角度越大，即產生的感應電流越大．2．電磁感應現象中產生了電能，是否遵守能量守恆定律？【提示】電磁感應現象中產生了電流，一定有其他能向電能轉化，在轉化過程中遵守能量守恆定律．1．感應電動勢與磁通量的變化率ΔΦΔt成正比，而不能理解為與磁通量Φ或磁通量的變化量ΔΦ成正比．感應電動勢與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然的聯繫．2．(1)對公式E＝n ΔΦΔt的認識①適用於回路中磁通量發生變化產生的感應電動勢的計算，回路可以閉合，也可以不閉合．②感應電動勢是整個電路的感應電動勢．(2)導體切割磁感線的電動勢：在磁感應強度為B的勻強磁場中，長度為L 的導體以速度v沿垂直導體的方向在與磁場垂直的平面內運動時產生的感應電動勢為E＝BL v.3．產生感應電動勢的條件：產生感應電動勢的條件與產生感應電流的條件不同，不論電路是否閉合，只要穿過回路的磁通量發生變化，回路中就會產生感應電動勢；而產生感應電流，還需要電路是閉合的．例如導體在磁場中切割磁感線運動時，導體內就產生感應電動勢．4．如圖3-2-5所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05 s，第二次用0.1 s．設插入方式相同，試求：圖3-2-5(1)兩次線圈中平均感應電動勢之比；(2)兩次線圈中平均電流之比；(3)兩次通過線圈的電荷量之比.【導學號：46852056】【解析】(1)由法拉第電磁感應定律得E1E2＝ΔΦΔt1·Δt2ΔΦ＝Δt2Δt1＝21.(2)利用歐姆定律可得I1I2＝E1R·RE2＝E1E2＝21.(3)由q＝I t得q1 q2＝I1Δt1I2Δt2＝11.【答案】(1)2∶1(2)2∶1(3)1∶15．如圖3-2-6所示，導體棒ab在間距為L的兩導軌上以速度v垂直磁感線運動，磁場的磁感應強度為B.試分析導體棒ab運動時產生的感應電動勢為多大．【導學號：46852057】圖3-2-6【解析】由法拉第電磁感應定律知，在時間t內E＝ΔΦΔt＝ΔSΔt B＝v tLt B＝BL v.【答案】BL v公式E＝n ΔΦΔt求的是Δt時間內的平均電動勢，而E＝BL v計算的是導體切割磁感線時產生的平均電動勢或暫態電動勢，但一般多用於計算暫態電動勢．。
高三物理一轮 法拉第电磁感应定律 自感 涡流精品课件 (2)
3．(2010·全国Ⅰ卷改编)某地的地磁场磁感应 强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.
一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河 宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导 体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速 为2 m/s.下列说法正确的是( )
①电压表记录的电压为5 mV ②电压表记录的电压 为9 mV ③河南岸的电势较高 ④河北岸的电势较 高
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动 势的方向与线圈中电流的方向相反
解析： 本题考查自感和自感电动势的方向， 意在考查考生对自感现象的理解和运用楞次定 律解决自感问题的能力．当线圈中的电流不变 时穿过线圈的磁通量没有变化，没有自感电动 势，选项A错误；当线圈中的电流反向时原来 的电流产生的磁通量减小，由楞次定律可知， 自感电动势产生的自感电流的磁场将阻碍磁通 量的减小，故自感电动势的方向与原电流的方 向相同，故选项B不对；
Q＝2I2Rt1＝2n29πR2tr2042B20t1. (2 分)
答案： (1)n3πRr22tB0 0 方向由 b 向 a (2)nπ3rR22Bt00t1 2n29πR2rt2042B20t1
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(1)计算通过导线横截面的电荷量一定要用平均 电流乘以时间 (2)由 q＝I·Δt，I＝RE总，E＝nΔΔΦt ，可导出电荷量 q
金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的 竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一 阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到 两金属板上，忽略边缘效应，求：
(1)该发电装置的电动势； (2)通过电阻R的电流强度； (3)电阻R消耗的电功率．
解析： (1)由法拉第电磁感应定律，有 E＝Bdv. (2)两板间河水的电阻 r＝ρSd 由闭合电路欧姆定律，有