2012【优化方案】精品课件：教科版物理选修3-2第1章第3节
文档属性
| 名称 | 2012【优化方案】精品课件：教科版物理选修3-2第1章第3节 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 732.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-12-20 21:38:04 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
第3节 法拉第电磁感应定律
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第3节
课标定位
课标定位
课前自主学案
一、感应电动势
1．在_____________现象里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______．
2．在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有____________；电路断开时，虽然没有感应电流，但_____________依然存在．
3．闭合电路中电流的大小由______________和电路的______决定．
4．感应电动势的大小跟________________有关．
电磁感应
电源
感应电动势
感应电动势
电源电动势
电阻
磁通量变化快慢
Wb
Wb
V
磁通量的变化率
二、法拉第电磁感应定律
1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的_________________成正比．这就是法拉第电磁感应定律．
2．表达式：E＝________.
3．单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是___.磁通量Φ的单位是_____.磁通量变化量ΔΦ的单位是______.时间Δt的单位是s.
思考感悟
三、导体切割磁感线产生的感应电动势
磁场方向、导体棒与导体棒运动方向三者两两垂直时 E＝______
导体棒与磁场方向垂直，导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁场方向夹角为α时 E＝_______
BLv
Blvsinα
思考感悟
2．公式E＝BLv在什么情况下都能计算电动势吗？
提示：不是，一般应用在平动切割且B、L、v两两相互垂直的情况下．
核心要点突破
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．下列说法正确的是( )
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大
二、对公式E＝BLvsinα的理解
1．对公式中各量的理解
(1)对α的理解
当B、L、v三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势为零．
(2)对L的理解
式中的L应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，L应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图1－3－1所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长．
图1－3－1
(3)对v的理解
①公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．
②公式E＝BLv一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势．
图1－3－2
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2．如图1－3－3所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是( )
图1－3－3
A．乙和丁 B．甲、乙、丁
C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙
解析：选B.甲、乙、丁中切割磁感线的有效长度均为L，故B对．
课堂互动讲练
法拉第电磁感应定律的应用
例1
(2011年咸阳高二检测)如图1－3－4所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1＝0.40 m，ad边长L2＝0.20 m，在B＝0.1 T的匀强磁场中，以两短边中点的连线为轴转动，转速n′＝50 rad/s.求：
(1)线圈从图甲所示的位置起，转过180°的平均感应电动势为多大？
(2)线圈从图乙所示的位置起，转过180°的平均感应电动势为多大？
图1－3－4
【答案】 (1)160 V (2)0
切割类电动势的计算
例2
如图1－3－5所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均忽略不计，当ac以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
(1)ac棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小．
图1－3－5
【答案】 (1)0.80 V (2)4.0 A (3)0.8 N
【方法总结】 在电磁感应现象中，产生电动势的那部分导线(或线圈)相当于电源，电流方向由负极到正极，即电流方向指向高电势；而其它部分为外电路，电流方向指向电势降低的方向，这样可把电磁感应问题转化为电路问题．
变式训练 (2010年高考大纲全国卷Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )
A．河北岸的电势较高
B．河南岸的电势较高
C．电压表记录的电压为9 mV
D．电压表记录的电压为5 mV
解析：选AC.由E＝BLv＝(4.5×10－5×100×2)V＝9×10－3V＝9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确、D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确、B错误．
(2011年泉州高二检测)如图1－3－6甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )
电荷量的计算问题
例3
图1－3－6
【自主解答】 开始时B与S位置关系如图1－3－7丙所示，磁通量大小为Φ1＝BS′＝BScos45°
图1－3－7
【答案】 A
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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第3节 法拉第电磁感应定律
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第3节
课标定位
课标定位
课前自主学案
一、感应电动势
1．在_____________现象里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______．
2．在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有____________；电路断开时，虽然没有感应电流，但_____________依然存在．
3．闭合电路中电流的大小由______________和电路的______决定．
4．感应电动势的大小跟________________有关．
电磁感应
电源
感应电动势
感应电动势
电源电动势
电阻
磁通量变化快慢
Wb
Wb
V
磁通量的变化率
二、法拉第电磁感应定律
1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的_________________成正比．这就是法拉第电磁感应定律．
2．表达式：E＝________.
3．单位：在国际单位制中，感应电动势E的单位是___.磁通量Φ的单位是_____.磁通量变化量ΔΦ的单位是______.时间Δt的单位是s.
思考感悟
三、导体切割磁感线产生的感应电动势
磁场方向、导体棒与导体棒运动方向三者两两垂直时 E＝______
导体棒与磁场方向垂直，导体的运动方向与导体本身垂直，但与磁场方向夹角为α时 E＝_______
BLv
Blvsinα
思考感悟
2．公式E＝BLv在什么情况下都能计算电动势吗？
提示：不是，一般应用在平动切割且B、L、v两两相互垂直的情况下．
核心要点突破
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．下列说法正确的是( )
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大
二、对公式E＝BLvsinα的理解
1．对公式中各量的理解
(1)对α的理解
当B、L、v三个量方向互相垂直时，θ＝90°，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，θ＝0°，感应电动势为零．
(2)对L的理解
式中的L应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直，L应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图1－3－1所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长．
图1－3－1
(3)对v的理解
①公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生．
②公式E＝BLv一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势．
图1－3－2
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2．如图1－3－3所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是( )
图1－3－3
A．乙和丁 B．甲、乙、丁
C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙
解析：选B.甲、乙、丁中切割磁感线的有效长度均为L，故B对．
课堂互动讲练
法拉第电磁感应定律的应用
例1
(2011年咸阳高二检测)如图1－3－4所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1＝0.40 m，ad边长L2＝0.20 m，在B＝0.1 T的匀强磁场中，以两短边中点的连线为轴转动，转速n′＝50 rad/s.求：
(1)线圈从图甲所示的位置起，转过180°的平均感应电动势为多大？
(2)线圈从图乙所示的位置起，转过180°的平均感应电动势为多大？
图1－3－4
【答案】 (1)160 V (2)0
切割类电动势的计算
例2
如图1－3－5所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均忽略不计，当ac以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
(1)ac棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小．
图1－3－5
【答案】 (1)0.80 V (2)4.0 A (3)0.8 N
【方法总结】 在电磁感应现象中，产生电动势的那部分导线(或线圈)相当于电源，电流方向由负极到正极，即电流方向指向高电势；而其它部分为外电路，电流方向指向电势降低的方向，这样可把电磁感应问题转化为电路问题．
变式训练 (2010年高考大纲全国卷Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )
A．河北岸的电势较高
B．河南岸的电势较高
C．电压表记录的电压为9 mV
D．电压表记录的电压为5 mV
解析：选AC.由E＝BLv＝(4.5×10－5×100×2)V＝9×10－3V＝9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确、D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确、B错误．
(2011年泉州高二检测)如图1－3－6甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )
电荷量的计算问题
例3
图1－3－6
【自主解答】 开始时B与S位置关系如图1－3－7丙所示，磁通量大小为Φ1＝BS′＝BScos45°
图1－3－7
【答案】 A
知能优化训练
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