物理选修3-2第一章第1节教学课件

1．3 探究感应电动势的大小
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1.了解探究感应电动势大小的方法．
2．理解法拉第电磁感应定律．(重点)
3．掌握感应电动势计算的两种方法．(重点) 4．能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题． (难点)
新知初探·自主学习
一、探究感应电动势的大小
1.感应电动势和电源 感应 在电磁感应现象中产生的电动势叫做 _______ 电动势 __________ ．产生感应电动势的那部分导体 电源 相当于 _______．
积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向
与线圈平面成30°角．若磁感应强度在0.05 s
内由0.1 T增加到0.5 T，则在此过程中，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，线圈中平 均感应电动势的大小是________V.
【审题指导】
1.区别磁通量 Φ、磁通量的变化量Δ Φ 、磁通 ΔΦ 量的变化率 Δt
物理量 单位 物理意义 计算公 式 Φ＝ B· S⊥
磁通量Φ
表示某时刻或某 位置时穿过某一 Wb 面积的磁感线条 数的多少
物理量 磁通量 的变化 量Δ Φ 磁通量 的变化 ΔΦ 率 Δt
单位
物理意义 表示在某一过 程中穿过某一 面积的磁通量 变化的多少 表示穿过某一
3.导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小
BLvsinθ E=____________.
想一想 磁通量的变化率和匝数有关吗？
ΔΦ 提示：无关．磁通量的变化率 只与磁通量 Δt 的变化量Δ Φ 和发生这一练互动
法拉第电磁感应定律的理解
学案导引 1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ 及磁通量的 ΔΦ 变化率 有何区别？ Δt ΔΦ 2.如何理解 E＝n ？ Δt

4．楞次定律的内容 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 阻碍 引起 感应电流的磁通量的 变化 ．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电
流方向．
(√ )
(2)感应电流方向凡可以用右手定则判断的，均能用楞次定律判
断．
(√ )
(3)右手定则即右手螺旋定则．
合作探究 攻重难
楞次定律的理解及应用
1.因果关系 闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因 产生结果，结果又反过来影响原因．
2．“阻碍”的理解
3．“阻碍”的表现形式 (1)从磁通量变化的角度看，感应电流的效果是阻碍磁通量的变 化． (2)从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动． 4．楞次定律应用四步曲 (1)确定原磁场方向； (2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)； (3)根据楞次定律确定感应电流的___ 原磁通量的增加
丙 _向__下___ 顺时针
__向__下___ 感 应 电 流 的 磁 场 _阻__碍___
丁 __向__上___ 逆时针
_向__上___ 原磁通量的减少
3.实验结论：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原 磁场的方向 相反 ；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场 与原磁场的方向 相同 ．
(× )
(4)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，
也可能相反．
(√ )
(5)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相
对抗．
(√ )
(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变
化．
(√ )
2．闭合电路的一部分导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应 电流，在如图所示的图中，B、v、I 方向均正确的是( )

刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量为Q＝2 C.
(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求： (1)导体棒匀速运动的速度大小；
图5
解析答案
(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效
电阻消耗的电功.
解析 通过导体棒的电荷量 Q＝ I Δt
E ΔΦ 其中平均电流 I ＝ R ＝RΔt
对ab棒施加一个大小为F＝0.45 N、方向水平向左
的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程
中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：
图3
(1)导体棒所能达到的最大速度；
(2)试定性画出导体棒运动的速度－时间图像.
解析答案
针对训练1 (多选)如图4所示，MN和PQ是两根互相平行 竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不 计.ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属 杆.开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落， 一段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属 杆ab的速度v随时间t变化的图像可能是( )
图4
解析答案
二、电磁感应中的能量问题
例2 如图5所示，足够长的U形框架宽度是L＝0.5 m，电阻忽略不计，其
所在平面与水平面成θ＝37°角，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场方向垂直
于导体框平面，一根质量为m＝0.2 kg，有效电阻R＝2 Ω
的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间
的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到
图2
解析答案
(2)电阻R在前t秒内产生的热量. 解析
恒得：
1 焦耳热 Q1＝Fx＋mgxsin α－μmgxcos α－2mv1 2

(3)公式 E＝k·ΔΔΦt ，k 为比例常数，当 E、Δ Φ 、
Δ t 均取国际单位时，k＝1，所以有 E＝ΔΔΦt .
(4)若线圈有 n 匝，则相当于 n 个相同的电动势
ΔΦ Δt
串联，所以整个线圈中电动势为
E＝nΔΔΦt
.
例1 (2012·渭南市高二检测)一个200匝、面 积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向 与线圈平面成30°角．若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T增加到0.5 T，则在此过程中，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，线圈中平 均感应电动势的大小是________V.
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1．3 探究感应电动势的大小
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1.了解探究感应电动势大小的方法． 2．理解法拉第电磁感应定律．(重点) 3．掌握感应电动势计算的两种方法．(重点) 4．能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题． (难点)
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一、探究感应电动势的大小 1.感应电动势和电源 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 相当于__电__源___．
设磁场的变化率为Δ Δ
Bt ，a
的半径为
r，则
b
的
半径为 2r，线圈导线单位长度电阻为 R0. 线圈 a 的电阻为 Ra＝2π rR0，线圈 b 的电阻为 Rb＝4π rR0.因此有 Rb＝2Ra.(2 分) 当线圈 a 在磁场中时，a 相当于电源，根据法
拉第电磁感应定律，电动势为
Ea＝ΔΔ
B tπ
4.该式适用于导体平动时，即导体上各点的速