
通過推導(dǎo)到線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
2.了解法拉第探索科學(xué)的方法,學(xué)習(xí)他的執(zhí)著的科學(xué)探究精神。
教學(xué)重點、難點
教學(xué)重點:法拉第電磁感應(yīng)定律。
教學(xué)難點:平均電動勢與瞬時電動勢區(qū)別。
教學(xué)方法
演示法、歸納法、類比法
教學(xué)手段
多媒體電腦、投影儀、投影片。
教學(xué)過程
一、基本知識
1、感應(yīng)電動勢
電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:線路閉合,閉合回路中磁通量發(fā)生變化。
感應(yīng)電動勢:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢
產(chǎn)生條件:回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合
與什么因素有關(guān):穿過線圈的磁通量的變化快慢(??/?t)有關(guān)(由前提節(jié)的實驗分析可得)
注意:磁通量的大小?;磁通量的變化??;磁通量的變化快慢(??/?t)的區(qū)分
2、法拉第電磁感應(yīng)定律
內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。
公式:單匝線圈:E=??/?t
多匝線圈:E=n??/?t
適用范圍:普遍適用
3、導(dǎo)線切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
計算公式:E=BL vsin?。?—導(dǎo)線的運動方向與磁感線的夾角。
推導(dǎo)方法:
條件:導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身垂直
適用范圍:勻強磁場,導(dǎo)線切割磁感線
單位:1V=1T?1m?1m/s=1Wb/s
4、反電動勢
電動機轉(zhuǎn)動時,線圈中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢總要削弱電源電動勢的作用,我們就把感應(yīng)電動勢稱為反電動勢;其作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。教材P12。
電動機在使用時的注意點:
二、例題分析
例1、如圖,導(dǎo)體平行磁感線運動,試求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小(速度與磁場的夾角?,導(dǎo)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(zhì)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(huán)相連, 金屬環(huán)內(nèi)部充滿垂直紙面向里的勻強磁場.試求: ?B/?t等于多少?
例3、如右圖, 無限長金屬三角形導(dǎo)軌COD上放一根無限長金屬導(dǎo)體棒MN,拉動MN使它以速度v向右勻速運動,如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細相同的均勻?qū)w,電阻率都相同,那么MN運動過程中,閉合回路的
A感應(yīng)電動勢保持不變 B感應(yīng)電動流保持不變
C感應(yīng)電動勢逐漸增大 D感應(yīng)電動流逐漸增大
三、練習(xí)與作業(yè)
1、如右圖,平行放置的金屬導(dǎo)軌M、N之間的距離為L;一金屬桿長為2L,一端以轉(zhuǎn)軸/固定在導(dǎo)軌N上,并與M無摩擦接觸,桿從垂直于導(dǎo)軌的位置,在導(dǎo)軌平面內(nèi)以角速度?順時針勻速轉(zhuǎn)動至另一端/脫離導(dǎo)軌M。若兩導(dǎo)揮間是一磁感應(yīng)強度為B ,方向垂直于紙面向里的勻強磁場,不計一切電阻,則在上述整個轉(zhuǎn)動過程中
A、金屬桿兩端的電壓不斷增大
B、/端的電勢總是高于端的電勢
C、兩導(dǎo)軌間的最大電壓是2BL2?
D、兩導(dǎo)軌間的平均電壓是271/2BL2?/2?
2、如右圖,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一直角邊長度為a,電阻為R的等腰直角三角形導(dǎo)線框以速度v垂直于斜邊方向在紙面內(nèi)運動,磁場與紙面垂直,則導(dǎo)線框的斜邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 ,導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流強度為 。
3、如左圖,一邊長為a,電阻為R的正方形導(dǎo)線框,以恒定的速度v向右進入以MN為邊界的勻強磁場,磁場方向垂直于線框平面,磁感應(yīng)強度為B,MN與線框的邊成45?角,則在線框進入磁場過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值等于
4、如圖,長為L的金屬桿在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,沿逆時針方向繞點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,若角速度為?,則桿兩端a、b和間的電勢差U a = 以及Ub=
5、半徑為10cm、電阻為0.2?的閉合金屬圓環(huán)放在勻強磁場中,磁場方向垂直于圓環(huán)所在平面,當(dāng)磁感應(yīng)強度為B從零開始隨時間t成正比增加時,環(huán)中感應(yīng)電流為0.1A。試寫出B與t的關(guān)系式(B、t的單位分別取T、s)
6、如圖,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強磁場,感應(yīng)強度為B。一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑動到右端,電路的固定電阻為R,其余電阻不計,試求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流強度的平均值及通過的電量。
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