高二物理 电磁感应2 导学案
- 格式:doc
- 大小:13.00 KB
- 文档页数:3
高二物理选修3-2第四章电磁感应第二节探究感应电流的产生条件导学案【教学目标】1.观察电磁感应现象,理解产生感应电流的条件。
2.经历感应电流产生条件的探究活动,提高学生的分析、论证能力。
3.进一步认识磁通量的概念,能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。
4.经历各种实验现象,学会通过现象,分析、归纳事物本质特征的科学思想方法。
认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
【教学重点】通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
【教学难点】总结、归纳感应电流的产生条件。
【自主学习】【知识回顾】如图所示,闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,会产生感应电流。
实验观察1.向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中抽出如图所示,把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中抽出,或静止放在线圈中。
观察电流表的指针,把观察到得现象记录在下面的表格中。
在这个实验中,什么情况下能够产生感应电流?2.模仿法拉第的实验如图所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B 的里面。
我们观察,下面几种情况下线圈B中是否有电流。
归纳以上四项实验观察的结果,你能得出什么结论?分析论证在上面第1个实验中,磁铁插入线圈时,线圈中的磁场由弱变强;磁铁从线圈中抽出时,线圈中的磁场由强变弱,如图所示。
这两种情况下线圈中有感应电流。
在上面第2个实验中,由于迅速移动滑动变阻器的滑片(或由于开关的闭合、断开),线圈A中的电流迅速变化,产生的磁场的强弱也在迅速变化,如图所示。
又由于两个线圈套在一起,所以通过线圈B的磁场强弱也在迅速变化。
这种情况下线圈B中也有感应电流。
分析闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的实验,如图所示,当导体棒在金属导轨上向左运动时,虽然磁场的强弱没有变化,但是导体棒切割磁感线的运动使闭合导体回路包围的面积在变化。
这种情况下同样会有感应电流。
归纳结论1.从上面几个事例可以看出,产生感应电流的条件与磁场的变化有关系,也就是说,与磁感应强度的变化有关系;另外,与闭合导体回路包围的面积也有关系。
高二物理3-2第四章《电磁感应》复习导学案(第二课时)1.关于电磁感应电动势大小的正确表达是( )A .穿过某导体框的磁通量为零,该线框中的感应电动势一定为零B .穿过某导体框的磁通量越大,该线框中的感应电动势就一定越大C .穿过1某导体框的磁通量变化越大,该线框里的感应电动势就一定越大D .穿过某导体框的磁通量变化率越大,该线框里的感应电动势就一定越大2.圆线圈放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电流增强一倍,下述方法不可行的是( )A .使线圈匝数增加一倍B .使线圈面积增加一倍C .使线圈匝数减小一半D .使磁感应强度的变化率增大一倍3.如图所示,MN 和PQ 是平行的水平光滑金属导轨,电阻不计.ab 和cd 是两根质量均为m 的导体棒,垂直放在导轨上,导体棒有一定的电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.原来两导体棒都静止,当ab 棒受到瞬时冲击力作用而向右以v0运动(两棒没有相碰),则( )A .cd 棒先向右做加速运动,后减速运动B .cd 棒向右做匀加速运动C .ab 和cd 棒最终以共同速度向右匀速运动D .由于过程中有电能的消耗,两棒最终静止4.根据法拉第电磁感应定律的数学表达式,电动势的单位V 可以表示为( )A .T/sB .Wb/sC .T·m 2/sD .Wb·m 2/s5.在磁感应强度为B ,方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ 在宽为L 的平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动,PQ 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B ,其他条件不变,所产生的感应电动势大小变为E 2,则E 1与E 2之比及通过电阻R 的感应电流方向为( )A .2∶1,b →aB .1∶2,b →aC .2∶1,a →D .1∶2,a →b6.在下图中,闭合矩形线框abcd ,电阻为R ,位于磁感应强度为B 的匀强磁场中,ad 边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab 、ad 边长分别用L 1、L 2表示,若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为Δt ,则通过线框导线截面的电量是( )A.BL 1L 2R ΔtB.BL 1L 2RC.BL 1L 2ΔtD .BL 1L 2 7.如图所示,导体AB 在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是( )A .因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B .动生电动势的产生与“洛仑兹力”有关C .动生电动势的产生与电场力有关D .动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的8.如图所示,半径为R 的圆形线圈两端A 、C 接入一个平行板电容器,线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中,线圈所在平面与磁感线的方向垂直,要使电容器所带的电量增大,可采取的措施是( )A .增大电容器两极板间的距离B .增大磁感强度的变化率C .增大线圈的面积D .改变线圈平面与磁场方向的夹角9.如图所示,一有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd ,沿纸面由位置1匀速运动到位置2.则( )A .导线框进入磁场时,感应电流方向为a →b →c →d →aB .导线框离开磁场时,感应电流方向为a →b →c →d →aC .导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D .导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左10.如图所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导体棒ab 与电路接触良好.当导体棒ab 在外力F 作用下从左向右做匀加速直线运动时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程中,灯泡L 未被烧毁,电容器C 未被击穿,则该过程中( )A .感应电动势将变大B .灯泡L 的亮度变大C .电容器C 的上极板带负电D .电容器两极板间的电场强度将减小11.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是 ( )12.(2009·全国卷Ⅱ)如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率ΔB Δt=k ,k 为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框.将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:(1)导线中感应电流的大小;(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.13. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度B =0.1 T ,金属棒AD 长0.4 m ,与框架宽度相同,电阻r =1.3 Ω,框架电阻不计,电阻R 1=2 Ω,R 2=1 Ω.当金属棒以5 m/s 速度匀速向右运动时,求:(1)流过金属棒的感应电流为多大?(2)若图中电容器C 为0.3 μF ,则电容器中储存多少电荷量?14.如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN 和PQ 固定在同一水平面上,两导轨间距L =0.2 m ,电阻R =0.4 Ω,导轨上停放一质量m =0.1 kg 、电阻r =0.1 Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力F 沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表示数U 随时间t 变化关系如图乙所示.求:(1)金属杆在5 s 末的运动速率;(2)第4 s 末时外力F 的功率.。
4.5电磁感应现象的两类情况【学习目标】1.知道电磁感应现象中的感生电场及共作用。
2.会用相关公式计算电磁感应问题。
3.了解电磁感应现象中的洛伦兹力及其作用。
【重点、难点】1. 重点:感生电动势和动生电动势产生的原因。
2.难点:电磁感应问题的计算。
学法指导:本节课主要学习电磁感应现象中的两种电动势,通过学习要知道感生电动势和动生电动势产生的原因并能够进行区别。
预习课本19-21页探究一、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势1、教材图4.5-1,穿过闭合回路的磁场增强,在回路中产生感应电流。
是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?2、什么是感生电动势?3、感生电场的方向应如何判断?提示:回想一下,感应电流的方向如何判断?电流的方向与电荷移动的方向有何关系?4、阅读教材19页例题并完成下列问题:a被加速的电子带什么电?b电子逆时针运动,等效电流方向如何?c加速电场的方向如何?d使电子加速的电场是什么电场?e电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场?为什么?探究二:电磁感应现象中的洛伦兹力与动生电动势1、阅读教材第20页的思考与讨论2、什么是动生电动势?3、如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,试分析电路中的能量转化情况。
题型一:两种感应电动势的产生1.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线,方向从上向下看是顺时针的,这可能是( ).A .沿AB 方向磁场在迅速减弱B .沿AB 方向磁场在迅速增强C .沿BA 方向磁场在迅速增强D .沿BA 方向磁场在迅速减弱2.如图所示,内壁光滑,水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于圆环直径的带正电的小球,以速率v 0沿逆时针方向匀速转动(俯视),若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B 随时间成正比例增加的变化磁场.设运动过程中小球带电荷量不变,那么( ).A .小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B .小球所受的磁场力一定不断增大C .小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动D .磁场力对小球一直不做功3.如图所示,导体AB 在做切割感线运动时,将产生一个感应电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是( ).A .因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B .动生电动势的产生与洛伦兹力有关C .动生电动势的产生与电场有关D .动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的题型二:电磁感应中的能量转化与守恒4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y =x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(图中的虚线所示),一个质量为m 的小金属块从抛物线y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( ).A .mgb B.12mv 2C .mg (b -a )D .mg (b -a )+12mv 2 5.如图所示,将匀强磁场中的线圈(正方形,边长为L )以不同的速度v 1和v 2匀速拉出磁场,线圈电阻为R ,那么两次拉出过程中,外力做功之比W 1∶W 2=________.外力做功功率之比P 1∶P 2=________.6.如图所示,金属杆ab 以恒定的速度v 在间距为L 的光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路总电阻为R (恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是( ).A .ab 杆中的电流与速率v 成正比B .磁场作用于ab 杆的安培力与速度v 成正比C .电阻R 上产生的电功率与速度v 的平方成正比D .外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成正比7.如图所示,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度为B .正方形金属框abcd 可绕光滑轴OO ′转动,边长为L ,总电阻为R ,ab 边质量为m ,其他三边质量不计,现将abcd 拉至水平位置,并由静止释放,经时间t 到达竖直位置,产生热量为Q ,若重力加速度为g ,则ab 边在最低位置所受安培力大小等于( ).A.B 2L 22gL RB .BL Q Rt C.B 2L 2Rt D.B 2L 2R 2mgL -Q m题型三:电磁感应中的能量转化与守恒电磁感应与力学综合8.如图甲所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架.图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t 的变化关系,则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是( ).。
新人教高中物理必修2教案
教学内容:电磁感应
教学目标:通过本节课的学习,学生能够理解电磁感应的基本原理,掌握法拉第电磁感应定律,能够运用相关知识解决实际问题。
教学重点:法拉第电磁感应定律的理解和运用。
教学难点:运用法拉第电磁感应定律解决实际问题。
教学准备:教材、投影仪、实验仪器等。
教学过程:
一、导入
通过实际生活中的例子引出电磁感应的概念,并引出本节课的主题。
二、概念讲解
1. 电磁感应的概念及原理
2. 法拉第电磁感应定律的表述和解释
三、实验操作
1. 利用实验仪器进行电磁感应实验
2. 观察实验现象并分析
3. 总结实验结果,验证法拉第电磁感应定律
四、应用练习
1. 练习运用法拉第电磁感应定律解决实际问题
2. 分组讨论,展示解题过程和结果
五、课堂讨论
1. 学生提问和解答
2. 教师引导讨论,澄清问题和加深理解
六、课堂小结
总结本节课的重点内容,并强化学生的理解和记忆。
七、作业布置
1. 完成课后练习题
2. 复习相关知识,准备下节课的内容
教学反思:
通过本节课的教学,学生对电磁感应的概念和法拉第电磁感应定律有了更深入的理解,并能够灵活运用相关知识解决实际问题。
同时,学生也通过实验和练习加深了对知识的理解和记忆。
在以后的教学中,需要继续引导学生运用知识解决实际问题,并加强实验操作能力的培养。
2.法拉第电磁感应定律1.知道什么是感应电动势。
2.掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达式,会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。
3.掌握导线切割磁感线产生的电动势E =Blv sin θ的推导及意义,会用此关系式解答有关问题。
4.了解动生电动势的产生以及它与洛伦兹力的关系。
一、电磁感应定律1.感应电动势(1)电路中有感应电流,就一定有□01电动势。
如果电路没有闭合,这时虽然没有感应电流,□02电动势依然存在。
(2)感应电动势:在□03电磁感应现象中产生的电动势。
产生感应电动势的那部分导体相当于□04电源。
2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的□05变化率成正比。
(2)公式:E =□06ΔΦΔt。
若闭合电路是一个匝数为n 的线圈,而且穿过每匝线圈的磁通量总是相同的,则整个线圈中的感应电动势E =□07n ΔΦΔt。
(3)单位:在国际单位制中,电动势E 的单位是伏(V),且1 V =1 Wb/s 。
二、导线切割磁感线时的感应电动势1.电动势表达式(1)导线垂直于磁场运动,B 、l 、v 两两垂直时,如图甲,E =□01Blv 。
(2)导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一个夹角θ时,如图乙,则E =□02Blv 1=□03Blv sin θ。
2.电磁感应现象中的洛伦兹力(1)动生电动势:如果感应电动势是由于导体□04运动而产生的,它也叫作动生电动势。
05洛伦兹力,非静电(2)动生电动势中的“非静电力”:自由电荷因随导体棒运动而受到□06洛伦兹力有关。
力与□判一判(1)在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流。
( )(2)线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大。
( )(3)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大,线圈中产生的感应电动势一定越大。
( )(4)线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大。
( )(5)对于E=Blv中的B、l、v,三者必须相互垂直。
高二物理第四章《电磁感应》第五节《电磁感应现象的两类情况》导学案编辑人:刘莲凤审核人:马英杰2011.1.9【学习目标】(1)了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。
(2)了解感生电动势和动生电动势产生的原因。
(3)能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。
【学习重点】感生电动势和动生电动势。
【学习难点】感生电动势和动生电动势产生的原因。
【学习过程】一、温故知新:1、法拉第电磁感应定律的内容是什么?数学表达式是什么?2、闭合回路面积不变,由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势与什么因素有关,表达式是什么?3、磁场不变,导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关,表达式是什么,它成立的条件又是什么?二、学习新课:(一)、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势1、感生电场19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出,变化的磁场会在周围空间激发一种电场,我们把这种电场叫做感生电场。
静止的电荷激发的电场叫,静电场的电场线是由发出,到终止,电场线闭合,而感生电场是一种涡旋电场,电场线是的,如图所示,如果空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动,而产生感应电流,或者说导体中产生感应电动势。
感生电场是产生或的原因,感生电场的方向也可以由来判断。
感应电流的方向与感生电场的方向。
E2、感生电动势(1)产生:磁场变化时会在空间激发,闭合导体中的在电场力的作用下定向运动,产生感应电流,即产生了感应电动势。
(2)定义:由感生电场产生的感应电动势成为。
(3)感生电场方向(或感应电动势方向)判断:定律。
例题1、在空间出现如图所示的闭合感生电场,电场线为一簇闭合曲线,这可能是()B. 沿AB方向磁场在迅速增强C. 沿BA方向磁场在迅速减弱D. 沿BA方向磁场在迅速增强3、感生电动势的本质变化的磁场在闭合导体所在的空间产生感生电场,导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流,或者说产生感应电动势。
第二节 法拉第电磁感应定律一.法拉第电磁感应定律的理解1.法拉第电磁感应定律:不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势。
注意:(1)有感应电动势,不一定有感应电流;(2)有感应电流,则一定有感应电动势。
2.区分回路的电动势与部分导体上的电动势:如下图,回路abcd 整体的电动势为零,但cb 和 da 杆上的电动势不为零。
3.感应电动势分为感生电动势和动生电动势。
(1)感生电动势:磁场随时间变化,导体或回路静止时所产生的电动势。
1)定义式: 2)拓展: 注意:①磁通量与匝数n 无关,但感应电动势E 与匝数n 有关。
②利用求得的电动势是整个回路在时间内的平均感应电动势,而不是回路中某段导体的电动势。
③具有普遍性,无论因什么方法引起的变化都适用,不要求一定是匀强磁场。
(2)动生电动势:磁场恒定,导体或回路运动时所产生的电动势。
1)平动型①公式:BLv E =②推导:BLv t t v L B t S B t E =∆∆⋅⋅=∆∆⋅=∆∆Φ=注意:Ⅰ:式中的L 是指导体的有效切割长度,即导体垂直于速度方向上的投影长度。
Ⅱ:式中的v 是指应理解为导体和磁场间的相对速度,当导体不动而磁场运动时,也有电动势产生。
Ⅲ:当B 、L 、v 三个量的方向相互垂直,即θ = 90°时,感应电动势最大;当任意两个量的方向平行,即θ = 0°时,感应电动势为零。
2)转动型①公式:ω22121BL BLv v BL E ===; 式中L 为金属杆长度,为金属杆a 端线速度,为金属杆旋转角速度;②推导一:利用杆的中点速度作为平均切割速度代入公式计算,即tn E ∆∆Φ=tn t S B n t S B n t n E ∆Φ-Φ=∆∆⋅=∆⋅∆=∆∆Φ=21Φtn E ∆∆Φ=t ∆tn E ∆∆Φ=Φv ω③推导二:ωθ2212121BL t L L B t L l B t S B t E =∆⋅⋅=∆⋅⋅=∆∆⋅=∆∆Φ=弧长3)旋转型 公式: 例1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同例2.如图所示,在匀强磁场中,MN 、PQ 是两条平行的金属导轨,而ab 、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒,除两电表外,其余部分电阻不计,当两棒以相同速度向右运动时,以下说法正确的是( )A.电压表有示数,电流表无示数B.电压表无示数,电流表有示数C.两表均无示数D.两表均有示数例2题图 例3题图例3.(多选)一个面积S=4×10—2m 2、匝数n=100的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示,则下列判断正确的是( )A.在开始的2s 内穿过线圈的磁通量变化率大小等于0.08Wb/sB.在开始的2s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.在开始的2s 内线圈中产生的感应电动势大小等于8VD.在第3s 末线圈中的感应电动势等于零例4.如图所示,某实验小组在操场上做摇绳发电实验,长导线两端分别连在灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路。
高二物理教案课题:法拉第电磁感觉定律主备人:日期:学习目标(一)知识与技术1.知道什么叫感觉电动势。
E n 2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能差别Φ、ΔΦ、t 。
3.理解法拉第电磁感觉定律内容、数学表达式。
4.知道 E=BLvsin θ怎样推得。
E n5.会用t和 E=BLvsin θ解决问题。
(二)过程与方法经过实验得出规律,经过推导到线切割磁感线时的感觉电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识研究问题的方法。
(三)感情、态度与价值观经过比较感觉电流、感觉电动势的特色,掌握主要矛盾要点:法拉第电磁感觉定律研究过程难点:感觉电流与感觉电动势的产生条件的差别学习过程及内容☆躬身自省☆(一)复习与引入1.产生感觉电流的条件是什么?2.产生电流的条件是什么?实验中中哪个相当于电源?作出回路的等效电路图。
v(二)新课教课一、感觉电动势物理学中,我们把在电磁感觉现象中,产生的电动势叫做感觉电动势研究考证(用条形磁铁插入螺线管和滑动变阻器调理两种电路进行)物理量物理意义与电磁感觉关系磁通量穿过回路的磁感线条数多少没有直接关系磁通量变化穿过回路的磁通量变化了多少产生感觉电动势的条件磁通量变化率穿过回路的磁通量变化快慢决定感觉电动势的大小结论:电路中感觉电动势的大小,与磁通量的变化快慢(磁通量变化率)即 E k 公式中的tk 是比率常数。
在国际单位中,电动势的单位是伏特、磁通量的单位是韦伯、时间的单位是秒,这时k=1若线圈有N 匝,则感觉电动势为多少?二、法拉第电磁感觉定律1.内容2.公式:当S 不变时:当B 不变时:当S、B 均变化时:3.注意:磁通量的变化去绝对值,方向依据愣次定律判断三、切割类感觉电动势1.平动类问题的推导:导轨宽度为L,棒速度为 v,磁感强度为B,求 E?v理解:式中L 指的是导体的初末两头的连线的长度;v 指的是有效切割速度V B,但与 L有夹角:有效速度V L, 但与 B有夹角:有效速度2.转动类问题的推导:( 1) oa 棒长 L,磁感强度垂直于L 为 B,棒绕 o 点以角速度转动,求E?aLo(三)典例剖析例题 1:以下说法正确的选项是()A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感觉电动势必定越大B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感觉电动势必定越大C、线圈处在磁场越强的地点,线圈中产生的感觉电动势必定越大D 、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感觉电动势越大0. 5s 内穿过例题 2:一个匝数为 100、面积为 10cm2的线圈垂直磁场搁置,在它的磁场从 1T 增添到 9T。
ha “东师学辅” 导学练·高二物理(29) 期末复习4-电磁感应(2)编稿教师:李志强一、感应电量的计算根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。
设在时间∆t 内通过导线截面的电量为q ,则根据电流定义式I q t =/∆及法拉第电磁感应定律t n E ∆∆Φ=/,得:Rn t t R n t R E t I q ∆Φ=∆⋅∆∆Φ=∆⋅=∆⋅= 如果闭合电路是一个单匝线圈(n =1),则q R=∆Φ. 上式中n 为线圈的匝数,∆Φ为磁通量的变化量,R 为闭合电路的总电阻。
可见,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,在时间∆t 内通过导线截面的电量q 仅由线圈的匝数n 、磁通量的变化量∆Φ和闭合电路的电阻R 决定,与发生磁通量的变化量的时间无关。
因此,要快速求得通过导体横截面积的电量q ,关键是正确求得磁通量的变化量∆Φ。
磁通量的变化量∆Φ是指穿过某一面积末时刻的磁通量Φ2与穿过这一面积初时刻的磁通量Φ1之差,即∆ΦΦΦ=-21。
在计算∆Φ时,通常只取其绝对值,如果Φ2与Φ1反向,那么Φ2与Φ1的符号相反。
线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流,在一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量∆Φ=0,故通过线圈的电量q =0。
穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况:(1)闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 不变,磁感应强度B 发生变化时,∆Φ∆=⋅B S ; (2)磁感应强度B 不变,闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 发生变化时,∆Φ∆=⋅B S ;(3)磁感应强度B 与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量S 均发生变化时,∆ΦΦΦ=-21。
二、电路问题1、确定电源:首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源),其次利用tnE ∆∆Φ=或θsin BLv E =求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向。
高二物理期末复习导学案(电磁感应)一、知识网络二、自主学习1、电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中 产生,这种利用 产生电流的现象叫做电磁感应。
2、感应电流的方向(1)楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 。
(2)从不同的角度来看楞次定律的内容,从磁通量变化的角度来看,感应电流总要 。
从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要 。
因此,产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。
(3)用楞次定律判断感应电流方向的步骤: ①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向; ②穿过回路的磁通量如何变化(是增加还是减小); ③由楞次定律判定出 ;④根据感应电流的磁场方向,由 判定出感应电流方向。
(4)右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个面内,让磁感线垂直 ,拇指指向 ,则其余四指指的就是 。
3.感应电动势:无论电路是否闭合,只要穿过电路的 发生变化,电路中就一定有 ,若电路是闭合的就有 .产生感应电动势的那部分导体就相当于一个 .4. 法拉第电磁感应定律文字表述: 。
表达式为 。
式中n 表示____________,ΔΦ表示____________,Δt 表示____________,t∆∆φ表示____________ 。
5.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示___________________,当θ等于__________时公式变为__________。
式中的L 是。
v若是平均速度,则E为;若v为瞬时速度,则E为。
若导体的运动不切割磁感线,则导体中感应电动势。
6.一段长为L的导体,在匀强磁场B中,以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为_________________。
7.自感现象:线圈中电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫_________。
高二物理电磁感应2 导学案
学科高中物理年级高二作者郭志成课题带电粒子在匀强磁场中的运动课型
1、洛伦兹力演示仪构造:玻璃泡内充有稀薄气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。
砺磁线圈产生匀强磁场,实验:根据洛伦兹力的知识预测电子束的径迹,然后观察实验。
洛伦兹力总与速度垂直,不改变速度大小,洛伦兹力大小不变。
猜想:匀速圆周运动。
⑴不加磁场时观察电子束的径迹⑵给砺磁线圈通电,在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向的匀强磁场⑶保持出射电子的速度不变,改变磁感应强度,观察电子束径迹的变化⑷保持磁感应强度不变,改变出射电子的速度,观察电子束径迹的变化实验结论:沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动。
2、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期带电粒子的受力及运动分析带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力情况分析。
带电粒子受的洛伦兹力方向不断变化,但始终与v垂直,洛伦兹力的大小不变。
运动分析没有力作用使电子离开与磁场方向垂直的平面。
也没有垂直于磁场方向以外的速度分量使电子离开与磁场方向垂直的平面。
所以电子的运动轨迹平面与磁场方向垂直。
洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,提供带电粒子做匀速园周运动的向心力。
结论:带电粒子垂直进入匀强磁
场中,粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于磁场方向的平面内做匀速圆周运动。
轨道半径和周期(1)轨道半径公式一带电粒子的质量为m,电荷量为q,速度为v,带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,其半径r和周期T为多大?核心关系:洛伦兹力给带电粒子做圆周运动提供向心力。
F=m粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以qvB=m由此得出r=上式告诉我们,在匀强磁场中做匀速园周运动的带电粒子,它的轨道半径跟粒子的运动速率成正比。
运动的速度越大,轨道的半径也越大。
(2)周期公式将半径r代入周期公式T=中,得到T=带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关。
【例题1】
、、它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场,求轨道半径之比,周期之比。
①具有相同速度;②具有相同动量;③具有相同动能。
解答:依据qvB=m,得r=①v、B相同,所以r∝,所以r1∶r2∶r3=1∶2∶2②因为mv、B相同,所以r∝,r1∶r2∶r3=2∶2∶1③mv2相同,v∝,B相同,所以r∝,所以r1∶r2∶r3=1∶∶
14、质谱议(1)质谱仪的结构质谱仪由粒子源、加速电场、偏转磁场、显示屏等组成。
(2)质谱仪的工作原理r和进入磁场的速度无关,进入同一磁场时,,而且这些个量中,U、
B、r可以直接测量,那么,我们可以用装置来测量粒子的比荷q/m。
质子数相同而质量数不同的原子互称为同位素。
在上图中,如果容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子,根据例题中的结果可知,它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动,打到照相底片不同的地方,在底片上形成若干谱线状的细条,叫质谱线。
每一条对应于一定的质量,从谱线的位置可以知道圆周的半径r,如果再已知带电粒子的电荷量q,就可算出它的质量。
这种仪器叫做质谱议。
(3)质谱仪的应用质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪首先得到了氖20和氖22的质谱线,证实了同位素的存在。
后来经过多次改进,质谱仪已经成了一种分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。
【例题2】
如图所示,一质量为m,电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。
然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动,最后打到照相底片D上,如图所示。
求①粒子进入磁场时的速率;②粒子在磁场中运动的轨道半径。
解答:①粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动。
在S2区做匀速直线运动,在S3区做匀速圆周运动。
由动能定理可知mv2=qU由此可解出v=②粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r==巩固练习。