選修3-2第四章第4節(jié)《法拉第電磁感應(yīng)定律》課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)（1）．知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（2）．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、什么是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和反電動(dòng)勢(shì)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)_________________，必產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是什么電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟______________________成正比，這個(gè)規(guī)律就叫做法拉第電磁感應(yīng)定律，其表達(dá)式為_________________。 3．穿過一個(gè)電阻為R=1的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb，則：（A）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2V (B)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是2V (C)線圈中的感應(yīng)電流每秒鐘減少2A   （D）線圈中的電流是2A4．下列幾種說法中正確的是：(B) 線圈中的磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大(C) 穿過線圈的磁通量越大，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大(D) 線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大(E) 線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大5．有一個(gè)n匝線圈面積為S，在時(shí)間內(nèi)垂直線圈平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化了，則這段時(shí)間內(nèi)穿過n匝線圈的磁通量的變化量為         ，磁通量的變化率為       ，穿過一匝線圈的磁通量的變化量為      ，磁通量的變化率為           。                  6．如圖1所示，前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置，第一次用時(shí)0.2S，第二次用時(shí)1S；則前后兩次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比        7．如圖2所示，用外力將單匝矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊緣勻速拉出．設(shè)線框的面積為S，磁感強(qiáng)度為B，線框電阻為R，那么在拉出過程中，通過導(dǎo)線截面的電量是______．自主學(xué)習(xí)答案：  3.BD    4.D    5.          6.5:1   7.  三、提出疑惑在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況？ 恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？ 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。下面我們就來(lái)探討感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定因素。  課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）．理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式，知道E=BLvsinθ如何推得。（2）．會(huì)用和E=BLvsinθ解決問題。 學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和理解難點(diǎn)：（1）.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別。（2）.理解E=nΔφ/Δt是普遍意義的公式，計(jì)算結(jié)果是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于Δt時(shí)間內(nèi)的平均值，而E=BLv是特殊情況下的計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果一般是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于速度v的瞬時(shí)值。二、學(xué)習(xí)過程探究一：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無(wú)電流？有無(wú)電動(dòng)勢(shì)？電路斷開，肯定無(wú)電流，但有電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)大，電流一定大嗎？電流的大小由電動(dòng)勢(shì)和電阻共同決定。圖b中，哪部分相當(dāng)于a中的電源？螺線管相當(dāng)于電源。圖b中，哪部分相當(dāng)于a中電源內(nèi)阻？線圈自身的電阻。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。 探究二：電磁感應(yīng)定律問題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?問題3：第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同? 探究三：導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算呢？用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長(zhǎng)度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ 三. 反思總結(jié)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。-讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 四 當(dāng)堂檢測(cè)展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長(zhǎng)度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？（課件展示）   解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來(lái)的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為ΔS=LvΔt穿過閉合電路磁通量的變化量為ΔΦ=BΔS=BLvΔt據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得E==BLv這是導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算更簡(jiǎn)捷公式，需要理解（1）B,L,V兩兩垂直（2）導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度（3）導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí)，E=0（4）速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用上面的公式計(jì)算嗎？教師：讓我們進(jìn)行下面的推導(dǎo)。用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解析：可以把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv1=BLvsinθ［強(qiáng)調(diào)］在國(guó)際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。例題2：下列說法正確的是（     ）? A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大? B.線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大? C.線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大? D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大例題3：一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解：由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①ΔΦ＝ ΔＢ×Ｓ②由① ②聯(lián)立可得E=n ΔＢ×Ｓ/Δt代如數(shù)值可得Ｅ＝１６Ｖ  課后練習(xí)與提高1.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小  （    ）A.跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比B.跟穿過這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比C.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比點(diǎn)評(píng)：熟記法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容2.將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化的物理量有   （    ）A.磁通量的變化率       B.感應(yīng)電流的大小C.消耗的機(jī)械功率        D.磁通量的變化量E.流過導(dǎo)體橫截面的電荷量點(diǎn)評(píng)：插到同樣位置，磁通量變化量相同，但用時(shí)不同3.恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形閉合導(dǎo)線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流  （    ）A.線圈沿自身所在平面運(yùn)動(dòng)B.沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)C.線圈繞任意一直徑做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D.線圈繞任意一直徑做變速轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：判斷磁通量是否變化4.一個(gè)矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈處于如圖所示位置時(shí)，此線圈  （      ）A.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C.磁通量最小，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.磁通量最小，磁通量變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小解析：這時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，磁通量為零，磁通量的變化率最大.5．一個(gè)N匝的圓線圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成30°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線圈導(dǎo)線規(guī)格不變.下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是   （   ）A.將線圈匝數(shù)增加一倍           B.將線圈面積增加一倍C.將線圈半徑增加一倍           D.適當(dāng)改變線圈的取向解析：A、B中的E雖變大一倍，但線圈電阻也相應(yīng)發(fā)生變化.6．如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中棒的取向不變且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將  （     ）A.越來(lái)越大      B.越來(lái)越小C.保持不變      D.無(wú)法確定點(diǎn)評(píng)：理解E=BLv中v是有效切割速度7．如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，到有一定速度時(shí)突然撤銷外力.不計(jì)摩擦，則ab以后的運(yùn)動(dòng)情況可能是A.減速運(yùn)動(dòng)到停止               B.來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)C.勻速運(yùn)動(dòng)                     D.加速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：電容器兩端電壓不變化則棒中無(wú)電流8．橫截面積S=0.2 m2、n=100匝的圓形線圈A處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為0.02 T/s.開始時(shí)S未閉合，R1=4 Ω，R2=6Ω，C=30 μF，線圈內(nèi)阻不計(jì)，求：（1）閉合S后，通過R2的電流的大??；（2）閉合S后一段時(shí)間又?jǐn)嚅_，問S斷開后通過R2的電荷量是多少?所以Q=CU2=30×10-6×0.04 C=7.2×10-6 C.      答案：1.C,2. DE, 3.CD, 4.C, 5.CD, 6.C, 7.C8:解：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為=0.02 T/s，B逐漸減弱，所以E=n=100×0.02×0.2 V=0.4 VI= A=0.04 A，方向從上向下流過R2.（2）R2兩端的電壓為U2=×0.4 V=0.24 V 

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4 法拉第電磁感應(yīng)定律

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