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高中物理电磁感应教案

发表时间:2021-02-18

物理3-2电磁感应教案。

一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助教师提前熟悉所教学的内容。关于好的教案要怎么样去写呢?以下是小编收集整理的“物理3-2电磁感应教案”,希望对您的工作和生活有所帮助。

第四节:法拉第电磁感应定律教案

【教学目标】
1、知识与技能:
(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2)、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、。
(3)、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
2、过程与方法
(1)、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导闭合电路,部分导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观
(1)、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。
(2)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法
【教具准备】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】
一、复习提问:
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。
3、在发生电磁感应现象的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
二、引入新课
1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?
答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律就可以确定感应电流大小了.
2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?
答:有,因为磁通量有变化
②、有感应电流,是谁充当电源?
答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框内线圈部分相当于电源。

③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势?
答:电路断开,肯定无电流,但仍有电动势。
3、产生感应电动势的条件是什么?
答:回路(不一定是闭合电路)中的磁通量发生变化.
4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件,你有什么发现?
答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过回路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势比感应电流更有意义。(情感目标)
本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜测)
(2)探究要求:
①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅;
(3)、探究问题:
问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
安排学生实验。(能力培养)
教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题
学生甲:穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.
学生乙:由全电路欧姆定律知I=,当电路中的总电阻一定时,E感越大,I越大,指针偏转越大。
学生丙:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关.
把定义为磁通量的变化率。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
学生甲:实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时,大,I感大,
E感大。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大。磁通量的变化率越大,电动势越大。

(二)、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,越大,E感越大,即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比,即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。
(师生共同活动,推导法拉第电磁感应定律的表达式)(课件展示)
E=k
在国际单位制中,电动势单位是伏(V),磁通量单位是韦伯(Wb),时间单位是秒(s),可以证明式中比例系数k=1,(同学们可以课下自己证明),则上式可写成
E=
设闭合电路是一个N匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于n个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为
E=n
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
??⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
??⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断
??⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
??当ΔΦ=ΔBScosθ则ε=ΔB/ΔtScosθ
??当ΔΦ=BΔScosθ则ε=BΔS/Δtcosθ
??当ΔΦ=BSΔ(cosθ)则ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意:为B.S之间的夹角。
4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示)
解析:设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为
ΔS=LvΔt
穿过闭合电路磁通量的变化量为
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
据法拉第电磁感应定律,得
E==BLv

这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解
(1)B,L,V两两垂直
(2)导线的长度L应为有效切割长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)
问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
用课件展示如图所示电路,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导体棒以v斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。
解析:可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
强调:在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
E=BLV:v为瞬时值时求瞬时电动势,v为平均值时求平均电动势
课堂练习:
例题1:下列说法正确的是(D)
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、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
例题2:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
解:由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ=ΔB×S②
由①②联立可得E=nΔB×S/Δt
代如数值可得E=1.6V
例题3、如图所示,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD,框电阻不计,上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab,已知金属丝质量为0.2g,电阻R=0.2Ω,不计阻力,求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m/s)
??问1:将上题的框架竖直倒放,使框平面放成与水平成30°角,不计阻力,B垂直于框平面,求v?
答案:(2m/s)
??问2:上题中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v?
答案:(1.3m/s)
??问3:若不计摩擦,而将B方向改为竖直向上,求v?
答案:(2.67m/s)
??问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v?
答案:(1.6m/s)
??
【课堂小结】
1、让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
2、认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
3、让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。

【布置作业】选修3-2课本第16页“思考与讨论”
课后作业:第17页1、2、3、5题
【课后反思】
让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总
结,然后请同学评价黑板上的小结内容。让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架,把书本知识转化为自己的知识,让学生有收获成功感。
本节课,重点是理解法拉第电磁感应定律,不要过多的进行训练,不能急于求成,应该循序渐进.

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4.4法拉第电磁感应定律学案(人教版选修3-2)


俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。教案的内容要写些什么更好呢?小编特地为大家精心收集和整理了“4.4法拉第电磁感应定律学案(人教版选修3-2)”,希望对您的工作和生活有所帮助。

4.4法拉第电磁感应定律学案(人教版选修3-2)

1.在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源的内阻.
2.电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,表达式E=ΔΦΔt(单匝线圈),E=nΔΦΔt(多匝线圈).当导体切割磁感线产生感应电动势时E=Blv(B、l、v两两垂直),E=Blvsin_θ(v⊥l但v与B夹角为θ).
3.关于感应电动势,下列说法中正确的是()
A.电源电动势就是感应电动势
B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源
C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势
D.电路中有电流就一定有感应电动势
答案B
解析电源电动势的来源很多,不一定是由于电磁感应产生的,所以选项A错误;在电磁感应现象中,如果没有感应电流,也可以有感应电动势,C错误;电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的,所以有电流不一定有感应电动势.
4.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,则()
A.线圈中感应电动势每秒钟增加2V
B.线圈中感应电动势每秒钟减少2V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中感应电动势保持不变
答案D
5.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向且与磁场方向垂直.如图1所示,则有()
图1
A.Uab=0
B.UaUb,Uab保持不变
C.Ua≥Ub,Uab越来越大
D.UaUb,Uab越来越大
答案Db,所以UbUa,由Uab=E=Blv及棒自由下落时v越来越大,可知Uab越来越大,D项正确.→b,所以UbUa,由Uab=E=Blv及棒自由下落时v越来越大,可知Uab越来越大,D项正确.
【概念规律练】
知识点一公式E=nΔΦΔt的理解
1.一个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;线圈中感应电动势的大小是________V.
答案4×10-48×10-31.6
解析磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,应该用公式ΔΦ=ΔBSsinθ来计算,所以
ΔΦ=ΔBSsinθ=(0.5-0.1)×20×10-4×0.5Wb
=4×10-4Wb
磁通量的变化率为ΔΦΔt=4×10-40.05Wb/s=8×10-3Wb/s,
感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得
E=nΔΦΔt=200×8×10-3V=1.6V
点评要理解好公式E=nΔΦΔt,首先要区分好磁通量Φ,磁通量的变化量ΔΦ,磁通量的变化率ΔΦΔt,现列表如下:
物理量单位物理意义计算公式
磁通
量ΦWb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少Φ=BS⊥
磁通量
的变化
量ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少ΔΦ=Φ2-Φ1
磁通量
的变化
率ΔΦΔt
Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢ΔΦΔt=BΔSΔt?ΔBΔtS

特别提醒①对Φ、ΔΦ、ΔΦΔt而言,穿过一匝线圈和穿过n匝是一样的,而感应电动势则不一样,感应电动势与匝数成正比.
②磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系,Φ很大时,ΔΦΔt可能很小,也可能很大;Φ=0时,ΔΦΔt可能不为零.
2.下列说法正确的是()
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.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
答案D
解析线圈中产生的感应电动势E=nΔΦΔt,即E与ΔΦΔt成正比,与Φ或ΔΦ的大小无直接关系.磁通量变化得越快,即ΔΦΔt越大,产生的感应电动势越大,故只有D正确.
点评正确理解决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率,这是分析本题的关键.
知识点二公式E=Blvsinθ的理解
3.如图2所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,一根跟磁场垂直长20cm的导线以2m/s的速度运动,运动方向垂直导线与磁感线成30°角,则导线中的感应电动势为________.
图2
答案0.2V
解析E=Blvsin30°=(1×0.2×2×sin30°)V=0.2V
点评(1)当导体平动垂直切割磁感线时,即B、l、v两两垂直时(如图所示)E=Blv.
(2)当导体平动但不垂直切割磁感线时即v与B有一夹角θ,如右图所示,此时可将导体的速度v向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解,则分速度v2=vcosθ不使导体切割磁感线,使导体切割磁感线的是分速度v1=vsinθ,从而使导体产生的感应电动势为:E=Blv1=Blvsinθ.
特别提醒不要死记公式,要理解含意vsinθ是导体切割磁感线的速度.
4.在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为l的金属棒OA在垂直于磁场方向的平面内绕O点以角速度ω匀速转动,如图3所示,求:金属棒OA上产生的感应电动势.
图3
答案12Bl2ω
解析由v=rω,可知各点处速度与该点到O点的距离r成正比,速度都与棒垂直,我们可以求出棒OA上各点的平均速度v=l2ω,即与棒中点的速度相同.(只有成正比例的量,中点值才等于平均值)可得E=Blv=Bll2ω=12Bl2ω.
点评当导体棒转动切割磁感线时,若棒上各处磁感应强度B相同,则可直接应用公式E=12Bl2ω.
【方法技巧练】
电动势公式E=nΔΦΔt和E=Blvsinθ的选用技巧
5.如图4所示,两根相距为l的平行直导轨abdc,bd间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计.MN为放在ab和dc上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小,则()
图4
A.U=12vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d
B.U=12vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b
C.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d
D.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b
答案A
解析此回路的感应电动势有两种求法
(1)因B、l、v两两垂直可直接选用公式E=Blv求解;
(2)可由法拉第电磁感应定律E=ΔΦΔt求解:
因在Δt时间内,杆扫过的面积ΔS=lvΔt
所以回路磁通量的变化ΔΦ=BΔS=BlvΔt
由E=ΔΦΔt得E=Blv.
题目中的导体棒相当于电源,其电动势E=Blv,其内阻等于R,则U=Blv2,电流方向可以用右手定则判断,A正确.
方法总结求解导体做切割磁感线运动产生大小不变的感应电动势的问题时,两个公式都可使用.
6.如图5所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数都为10匝,半径rA=2rB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=________,线圈中的感应电流之比为IA∶IB=________.
图5
答案1∶11∶2
解析A、B两环中磁通量的变化率相同,线圈匝数相同,由E=nΔΦΔt可得EA∶EB=1∶1;又因为R=ρlS,故RA∶RB=2∶1,所以IA∶IB=1∶2.
方法总结当导体和磁场间无相对运动时,磁通量的变化完全是由磁场的变化引起的,感应电动势的计算只能采用公式E=nΔΦΔt.
7.如图6所示,用一阻值为R的均匀细导线围成的金属环半径为a,匀强磁场的磁感应强度为B,垂直穿过金属环所在平面.电阻为R2的导体杆AB,沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆的端电压为()
图6
A.BavB.12Bav
C.23BavD.43Bav
答案C
解析当电阻为R2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,这个回路的总电动势为:E=2Bav.并联的两个半圆环的等效电阻为R4,杆的端电压为UAB=ER外R外+r=23Bav.
方法总结当磁场和导体间有相对运动,且感应电动势大小在变化,求瞬时感应电动势时,应采用公式E=Blvsinθ.
8.如图7所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一边长为l的正方形导线框,ab边质量为m,其余边质量不计,cd边有固定的水平轴,导线框可以绕其转动;现将导线框拉至水平位置由静止释放,不计摩擦和空气阻力,金属框经过时间t运动到竖直位置,此时ab边的速度为v,求:
图7
(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小;
(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小.
答案(1)Bl2t(2)Blv
解析(1)Φ1=BS=Bl2,转到竖直位置Φ2=0
ΔΦ=Φ2-Φ1=-Bl2
根据法拉第电磁感应定律,有E=ΔΦΔt=-Bl2t
平均感应电动势的大小为E=Bl2t
(2)转到竖直位置时,bc、ad两边不切割磁感线,ab边垂直切割磁感线,E=Blv,此时求的是瞬时感应电动势.
方法总结求解某一过程(或某一段时间)中的感应电动势而平均速度又不能求得时,应选用公式E=nΔΦΔt.如问题(1),但求某一瞬时感应电动势时应采用E=Blvsinθ.

电磁感应现象


经验告诉我们,成功是留给有准备的人。高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,减轻高中教师们在教学时的教学压力。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?以下是小编为大家收集的“电磁感应现象”欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!

教学目标
知识目标
1、知道磁通量的定义,公式的适用条件,会用这一公式进行简单的计算.
2、知道什么是电磁感应现象.
3、理解“不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生”.
4、知道能量守恒定律依然适用于电磁感应现象.

能力目标
1、通过实验的观察和分析,培养学生运用所学知识,分析问题的能力.

情感目标
1、学生认识“从个性中发现共性,再从共性中理解个性,从现象认识本质以及事物有普遍联系的辨证唯物主义观点.

教学建议

关于电磁感应现象的教学分析
1.电磁感应现象
利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应产生的电流叫做感应电流。
2.产生感应电流的条件
①当闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,电路中产生了感应电流。
②当磁体相对静止的闭合电路运动时,电路中产生了感应电流.
③当磁体和闭合电路都保持静止,而使穿过闭合电路的磁通量发生改变时,电路中产生了感应电流.
其实上述①、②两种情况均可归结为穿过闭合电路的磁通量发生改变,所以,不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.
3.电磁感应现象中的能量守恒
电磁感应现象中产生的电能不是凭空产生的,它们或者是其他形式的能转化为电能,或者是电能在不同电路中的转移,电磁感应现象遵循能量守恒定律.

教法建议
1、课本中得出结论后的思考与讨论,是一个进一步启发学生手脑并用、独立思考,全面认识电磁感应现象的题目,教师可根据学生实际情况引导学生思考和讨论.
2、本节课文的最后分析了两种情况下电磁感应现象中的能量转化,这不但能从能量的观点让学生对电磁感应有明确的认识,而且进一步强化了能量守恒定律的普遍意义.有条件的,可以由教师引导学生自行分析,以培养学生运用所学知识独立分析问题的能力.

教学重点和教学难点
教学重点:感应电流的产生条件是本节的教学重点,而正确理解感应电流的产生条件是本节教学的难点.由于学生在初中时已经接触过相关的电磁感应现象,因此在讲解电流的产生时可以让学生通过实验加深对现象的认识,如果条件允许可以让学生自己动手实验,并在教师引导下进行分组讨论,教师可以通过问题的设计来引导实验的进行,例如:对实验数据表格的设计以及相关问题的探讨,让学生明白感应电流产生的条件.正确理解感应电流产生的条件.

电磁感应现象教学设计方案

教学目的:

1、知道磁通量的定义,知道磁通量的国际单位,知道公式的适用条件,会用公式计算.

2、启发学生观察实验现象,从中分析归纳通过磁场产生电流的条件.

3、通过实验的观察和分析,培养学生运用所学知识,分析问题的能力.

教学重点:感应电流的产生条件

教学难点:正确理解感应电流的产生条件.

教学仪器:电池组,电键,导线,大磁针,矩形线圈,碲形磁铁,条形磁铁,原副线圈,演示用电流表等.

教学过程:

一、教学引入:

在磁可否生电这个问题上,英国物理学家法拉第坚信,电与磁决不孤立,有着密切的联系.为此,他做了许多实验,把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件,他以坚韧不拔的意志历时10年,终于找到了这个条件,从而开辟了物理学又一崭新天地.

电磁感应现象:

二、教学内容

1、磁通量()

复习:磁感应强度的概念

引入:教师:我们知道,磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示.如果一个面积为的面垂直一个磁感应强度为的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的.我们把与的乘积叫做穿过这个面的磁通量.

(1)定义:面积为,垂直匀强磁场放置,则与乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用Φ表示.

(2)公式:

(3)单位:韦伯(Wb)1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数.

注意强调:

①只要知道匀强磁场的磁感应强度和所讨论面的面积,在面与磁场方向垂直的条件下(不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影.)磁通量是表示穿过讨论面的磁感线条数的多少.在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小.如果用公式来计算磁通量,但是只适合于匀强磁场.

②磁通量是标量,但是有正负之分,磁感线穿过某一个平面,要注意是从哪一面穿入,哪一面穿出.

2、电磁感应现象:

内容引入:奥斯特实验架起了一座连通电和磁的桥梁,此后人们对电能生磁已深信不疑,但磁能否生电呢?

在磁可否生电这个问题上,英国物理学家法拉第坚信,电与磁决不孤立,有着密切的联系.为此,他做了许多实验,把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件,他以坚韧不拔的意志历时10年,终于找到了这个条件,从而开辟了物理学又一崭新天地.

3、实验演示

实验1:学生实验——导体在磁场中切割磁力线的运动

观察现象:AB做切割磁感线运动,可见电流表指针偏转.

学生得到初步结论:当闭合回路中的部分导体做切割磁感线的运动时,电路中有了电流.

现象分析:如图1导体不切割磁力线时,电路中没有电流;而切割磁力线时闭合电路中有电流.回忆磁通量定义(师生讨论)对闭合回路而言,所处磁场未变,仅因为AB的运动使回路在磁场中部分面积变了,使穿过回路的磁通变化,故回路中产生了电流.

设问:那么在其它情况下磁通变化是否也会产生感应电流呢?

实验2:演示实验——条形磁铁插入线圈

观察提问:

A、条形磁铁插入或取出时,可见电流表的指针偏转.

B、磁铁与线圈相对静止时,可见电流表指针不偏转.

现象分析:(师生讨论)对线圈回路,当线圈与磁铁有沿轴线的相对运动时,所处磁场因磁铁的远离和靠近而变化,而未变,故穿过线圈的磁通变化,产生感应电流,而当磁铁不动时,线圈处,不变,故无感应电流.

实验3:演示实验——关于原副线圈的实验演示

实验观察:移动变阻器滑片(或通断开关),电流表指针偏转.当A中电流稳定时,电流表指针不偏转.

现象分析:对线圈,滑片移动或开关通断,引起A中电流变,则磁场变,穿过B的磁通变,故B中产生感应电流.当A中电流稳定时,磁场不变,磁通不变,则B中无感应电流.

教师总结:不同的实验,其共同处在于:只要穿过闭合回路的磁通量的变化,不管引起磁通量变化的原因是什么,闭合电路中都有感应电流产生.

结论:

无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.

电磁感应现象中的能量转化:

引导学生讨论分析上述三个实验中能量的转化情况.

3、例题讲解

4、教师总结:

能量守恒定律是一个普遍定律,同样适合于电磁感应现象.电磁感应现象中产生的电能不是凭空产生的,它们或者是其它形式的能转化为电能,或者是电能在不同电路中的转移.

5、布置作业


高考物理电磁感应备考复习教案


§X4《电磁感应》章末测试题
一、选择题每题至少有一个选项正确
1.闭合电路中感应电动势的大小跟:
(A)穿过这一电路的磁通量成正比(B)穿过这一电路的磁通量的变化量成正比
(C)穿过这一电路的磁通量变化率成正比
(D)穿过这一电路的磁通量的变化快慢有关,跟磁通量的变化量无关。
4将一磁铁缓慢插入或者迅速的插入到闭合线圈中的同一位置,不发生变化的物理量是:
(G)通过线圈的磁通量(B)通过线圈的磁通量的变化率
(C)感应电流的大小(D)通过导体某一横截面的电荷量

3、如图1所示,用铝板制成“U”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V匀速运动,若悬线拉力为F则:
(A)悬线竖直,F=mg
(B)悬线竖直,F<mg
(C)适当选择V的大小可使F=0,
(D)因条件不足,F与mg的大小关系无法确定

4.如图2所示,n=50匝的圆形线圈M,它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图所示,则ab两点的电势高低与电压表的读数为:
(A)>,20V

(B)>,100V
(C)<,20V(D)<,100V
5.一个面积S=4×10m、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直平面,磁感应强度的大小随时间变化规律如图3所示,由图可知:
(A)在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08Wb/s
(H)在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
(I)在开始2秒内线圈中产生的感应电动势等于8V
(J)在第3秒末感应电动势为零

6.如图4所示,两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中,导线ab帖着M、N边缘以速度V向右匀速滑动,当一带电粒子以水平速度V射入两板间后,能保持匀速直线运动,该带电粒子可能:
(A)带正电、速度方向向左
(B)带负电速度方向向左
(C)带正电速度方向向右
(D)
D)带负电速度方向向右
7.如图5所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,导体棒AB在金属框上向右运动;以下说法正确的是:
(A)AB中无电流
(B)AB中有电流,方向由A向B
(C)AB中有电流,方向由B向A
(D)AB中有电流,方向时而由A向B,时而由B向A

8、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,让长为0.2m的导线垂直于磁场方向,导线做切割磁感线运动,产生的感应电动势为0.5V,则导线切割磁感线的速度为:
(A)0.5m/s(B)5m/s(C)0.05m/s(D)2.5m/s
二、填空题请把正确答案填到划线处

9、如图6所示,一有限范围内的磁场,宽度为d,将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速的通过磁场区域。若dL,则在线框中不产生感应电流的时间应等于。
10、在匀强磁场中有一线圈,磁感应强度与线圈平面的夹角为α,已知穿过这个线圈的磁通量为Φ,线圈的面积为S,这个磁场的磁感应强度为。

11、匀强磁场的磁感应强度为0.2T,垂直切割磁感线的导体长度为40cm,线框向左匀速运动的速度为10m/s,如图7所示;整个线框的电阻为2Ω,线框中的感应电流大小是。
12、图8中“]”形金属线框的两平行边间距为L米,垂直于线框平面的匀强磁场磁感应强度为B特,线框上连接的电阻阻值为R欧,其它电阻不计,当MN金属棒以垂直于磁感线方向的速度V米/秒匀速运动时,感应电动势的大小
为伏,电阻R消耗的电功率为瓦。

三、计算题请写出必要的文字说明和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。

13、如图9所示,电阻为R的矩形线圈,长为L,宽为a,在外力的作用下以速度v向右运动,通过宽度为d磁感应强度为B的匀强磁场,在下列两种情况下求外力做的功:
(1)L<d
(2)L>d
14、如图10所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其阻值可以忽略不计,轨道间距L=0.6m。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度B=1.0×10T,金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0Ω,在导轨的左侧连接有电阻R、R,阻值分别为R=3.0Ω,R=6.0Ω,ab杆在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右匀速运动。
(1)ab杆哪端的电势高?
(2)求通过ab杆的电流I
(3)求电阻R上每分钟产生的热量Q。
15、如图11所示,一个质量为m=0.01kg,边长L=0.1m,电阻R=0.4Ω的正方形导体线框abcd,从高h=0.8m的高处由静止自由下落,下落时线框平面始终在竖直平面内,且保持与水平磁场方向垂直,当线框下边bc刚一进入下方的有界匀强磁场时,恰好做匀速运动(g=10m/s)
(1)磁场的磁感应强度B的大小
(2)如果线圈的下边bc通过磁场所经历的时间为t=0.125s,求bc边刚从磁场下边穿出时线框的加速度大小。

电磁感应参考答案:
§4.1划时代的发现§4.2探究电磁感应的产生条件
自主学习:1.利用磁场产生电感应电流2.法拉第3.感应电动势电源
4.穿过闭合电路的磁通量发生变化5.右手定则楞次定律
针对训练1.(1)电源连接两端点连在一起
(2)振荡(振动)感应电流停在原位置
2.D3.D4.CD
能力训练1.B2.A3.CD4.AB5.ABC6.ABD7.ACD
8.A9.ABD10.AD
§4.3法拉第电磁感应定律
自主学习1.BD2.D3.4.5:15.
针对训练1.A2.B3.ACD4.
5.证明:设导体棒以速度V匀速向右滑动,经过时间,导体棒与导轨所围面积的变化
6.(1)0.8V(2)4A
能力训练1.BCD2.AD3.ABCD4.ACD5.BC6.
7.(1)5V,4.5V(2)2.5W8.9.增大,减小
10.(1)0.4米(2)0.4米/秒0.0392J
§4.4楞次定律
自主学习1.逆时针无有顺时针2.
针对训练1.C2.D3.D4.A5.高高6.阻碍磁通量的变化
阻碍相对运动是其它形式的7.磁通量的变化
能力训练1.A2.D3.BD4.BC5.D6.BC7.D8.
9.B10.(1)0.4Aab(2)
§4.5感生电动势和动生电动势
自主学习1.感生电场感生电动势2.动生电动势
针对训练1.D2.0.10.23.D4.B5.B6.D7.AC
能力训练1.D2.B3.BD4.D5.A6.D7.1:21:2
4:11:18.1m/s0.1W0.04J9.
10.
§4.6互感和自感
自主学习1.由于通过导体本身的电流变化2.相反相同3.变化率
针对训练1.ab断电自感2.A2先亮A1后亮
3.A1A2立即熄灭A1滞后一段时间灭4。AC5.BC6.AD
能力训练1.BD2.BCD3.BCD4.B5.BD6.AD7.B因为不知道线圈电阻与灯的电阻的大小关系,C不能确定D1是否更亮一下再熄灭8.D9.ACD10.abababba
§4.7涡流
自主学习1.涡流2.电磁阻尼3.电磁驱动
针对训练1.C2.C3.AC4.涡流5.涡流6.涡流
7.涡流8。电磁驱动
电磁感应测试
1.CD2.AD3.A4.B5.AC6.CD7.C8.B9.10.11.0.4A12.BLV
13.
14.(1)a
(2)0.01A
(3)
15.(1)1T(2)

高考物理考试考点:电磁感应


20xx年高考物理考试考点:电磁感应

物理是高考考试中能够拉开分数的学科,要想取得好的物理成绩必须重视物理考试考点的掌握,下面xx为大家带来20xx年高考物理考试考点:电磁感应,希望对大家提高物理知识水平有所帮助。
1.★电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0。(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:Φ=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′,即Φ=BS′,国际单位:Wb
求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。
3.★楞次定律
(1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。
(2)对楞次定律的理解
①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。
②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感)。
★★★★4.法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=nΔΦ/Δt
当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv。(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势。(2)公式的变形
①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt。
②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势E=Nbδs/Δt。
5.自感现象
(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
6.日光灯工作原理
(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间。
(2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用。
7.电磁感应中的电路问题
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流。因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。(2)画等效电路。
(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。
8.电磁感应现象中的力学问题
(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。②求回路中电流强度。
③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向)。④列动力学方程或平衡方程求解。
(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。
9.电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
(2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式。
(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
10.电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围。
另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。
20xx年高考物理考试考点:电磁感应xx为大家带来过了,平常备考物理的过程中需要大家掌握好考试考点,这样才能在考试中取得好成绩。