高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊(cè)2 法拉第電磁感應(yīng)定律精品導(dǎo)學(xué)案及答案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解法拉第電磁感應(yīng)定律。知道E=Blvsinθ是法拉第電磁感應(yīng)定律的一種特殊形式，會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律在具體情境中分析求解有關(guān)問(wèn)題。
2.經(jīng)歷分析推理得出法拉第電磁感應(yīng)定律的過(guò)程，體會(huì)用變化率定義物理量的方法；經(jīng)歷推理得出E=Blvsinθ的過(guò)程，體會(huì)矢量分解的方法。
3.知道與E=Blvsinθ的內(nèi)在聯(lián)系，感悟事物的共性與個(gè)性的關(guān)系，體會(huì)辯證唯物主義的方法和觀點(diǎn)
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和應(yīng)用。
2、教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)磁通量，磁通量的變化量和磁通量變化率的理解。
【知識(shí)回顧】
一、楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要________________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
二、右手定則
1．內(nèi)容
伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從________________進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)________________所指的方向就是感應(yīng)電流的方向，如圖所示。
2．適用范圍
適用于閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。
【自主預(yù)習(xí)】
一、電磁感應(yīng)定律
1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
(1)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫作________________，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于________________。
(2)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流，電路就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果電路斷開(kāi)，這時(shí)雖然沒(méi)有感應(yīng)電流，但________________依然存在。
2．法拉第電磁感應(yīng)定律
(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的________________成正比。
(2)公式：________________。
若閉合電路是一個(gè)匝數(shù)為n的線圈，則________________。
(3)在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是________________，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位是________________。
二、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
1．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。切割磁感線的導(dǎo)線相當(dāng)于一個(gè)電源。
2．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小
(1)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖甲所示，E＝________________。
(2)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時(shí)，如圖乙所示，E＝_________________________________。
3．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的非靜電力
自由電荷因隨導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)而受到洛倫茲力，非靜電力與________________有關(guān)。
4．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的功能關(guān)系
閉合回路中，導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服________________力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______________。
【課堂探究】
【新課導(dǎo)入】
【問(wèn)題1】電路中要有電流，就需要一個(gè)電源，電源有兩個(gè)重要參數(shù)，一個(gè)是內(nèi)電阻，另一個(gè)是什么？
【問(wèn)題2】電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，感應(yīng)電路中有沒(méi)有電源？這個(gè)電源在哪里？
【問(wèn)題3】感應(yīng)電源的電動(dòng)勢(shì)的方向是怎樣的呢？
【新課教學(xué)】
任務(wù)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
1.定義：

2.條件：
電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)
總結(jié)：
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小又是怎樣的呢？它可能與哪些因素有關(guān)？
任務(wù)二、法拉第電磁感應(yīng)定律
探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強(qiáng)磁體從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，穿過(guò)線圈。分別使線圈距離上管20cm,30cm,40cm和50cm,記錄電壓表的示數(shù)以及發(fā)生的現(xiàn)象。分別改變線圈的匝數(shù)、磁體的強(qiáng)度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，得出定性的結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
1、感應(yīng)電流大小與相同時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化大小的關(guān)系
線圈匝數(shù)：200
下落高度：30厘米
感應(yīng)電流大小與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系
線圈匝數(shù)：200
磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)
3、感應(yīng)電流大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系
磁鐵個(gè)數(shù)：2個(gè)
下落高度：30厘米
法拉第電磁感應(yīng)定律
內(nèi)容：
2.公式:
線圈有n匝：
3.注意：
4.應(yīng)用:用公式求E的幾種常見(jiàn)情況：
①B不變, S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1 ：
②S不變, B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1 ：
③如果B、S都變化呢？
ω
任務(wù)三、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
思考與討論
如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長(zhǎng)l,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
回路在時(shí)間Δt內(nèi)增大的面積為：
穿過(guò)回路的磁通量的變化為
產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
那要是B、L、v不垂直怎么計(jì)算呢？
如果將與B的方向夾角為θ速度按右圖中所示分解在與磁場(chǎng)垂直和與磁場(chǎng)平行方向上，他們各自的產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)是多少？
只有垂直于磁感線的分量切割磁感線，于是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
（二）導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
注意：
方向：
3.l為切割磁感線的有效長(zhǎng)度
l：導(dǎo)線垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的投影。
轉(zhuǎn)動(dòng)切割
如圖所示，導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直于紙面向里。以O(shè)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω，求E。
線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n，求E。
（1）線圈處于如圖所示位置
（2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)θ 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)
（3）線圈以圖示情形運(yùn)動(dòng)時(shí)
線圈以此位置為初始位置，經(jīng)過(guò)時(shí)間t,轉(zhuǎn)過(guò)角度ωt時(shí)：
【自我測(cè)評(píng)】
1．對(duì)于法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，下面理解正確的是( )
A．穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
B．穿過(guò)線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為0
C．穿過(guò)線圈的磁通量變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
D．穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
2．如圖甲、乙、丙、丁所示的四種情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是( )
A．乙和丁 B．甲、乙、丁
C．甲、乙、丙、丁D．只有乙
3．如圖所示，半徑為R的n匝線圈套在邊長(zhǎng)為a的正方形ABCD之外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)該正方形。當(dāng)磁場(chǎng)以eq \f(ΔB,Δt)的變化率變化時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為( )
A．πR2eq \f(ΔB,Δt) B．a(chǎn)2eq \f(ΔB,Δt)
C．nπR2eq \f(ΔB,Δt)D．na2eq \f(ΔB,Δt)
4．如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)以角速度ω繞通過(guò)其直徑的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。從金屬圓環(huán)所在的平面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在轉(zhuǎn)過(guò)30°角的過(guò)程中，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為( )
A．2Bωr 2B．2eq \r(3)Bωr 2
C．3Bωr 2D．3eq \r(3)Bωr 2
5．[多選]如圖所示，一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為a的正三角形閉合回路，虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面向下，回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，邊長(zhǎng)CD始終與MN垂直，從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是( )
A．導(dǎo)線框受到的安培力方向始終向上
B．導(dǎo)線框受到的安培力方向始終向下
C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為eq \f(\r(3),2)Bav
D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為eq \f(\r(3),4)Bav
【學(xué)后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問(wèn)題？

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