高中物理《電磁感應規(guī)律的應用》學案 （人教版選修3-2）

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111 選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應規(guī)律的應用》 課前預習學案 一、預習目標 （1）．知道什么是感生電場。 （2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。 二、預習內(nèi)容：感生電動勢與動生電動勢的概念 1、.感生電動勢 ： 2 、動生電動勢 ： 三、提出疑惑 什么是電源？什么是電動勢？ 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則： 在電磁感應現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。 課內(nèi)探究學案 一、學習目標 （1）．知道感生電場。 （2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。 （3）．理解感生電動勢與動生電動勢的概念 學習重難點： 重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。 難點：對感生電動勢與動生電動勢實質(zhì)的理解。 二、學習過程 探究一：感應電場與感生電動勢 投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強，在回路中產(chǎn)生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢，叫做感生電動勢。 探究二：洛倫茲力與動生電動勢 一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。 如圖所示，導體棒運動過程中產(chǎn)生感應電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。 導體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導體棒的運動，導體棒要克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。 （三）反思總結(jié) 教師組織學生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，重點是辨析相關概念的含義及其特點，并進行當堂檢測。 (四)當堂檢測 感生電場與感生電動勢 【例1】 如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應電動勢，下列說法中正確的是（ ） 磁場變強 A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場 B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對 洛侖茲力與動生電動勢 【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（ ） A．因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關 C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關 D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的 解析：如圖所示，當導體向右運動時，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現(xiàn)負電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢比 B端高．棒 AB就相當于一個電源，正極在A端。 綜合應用 【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應向_________運動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC 2.AB 3.向上 2mg 課后練習與提高 1．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做圓周運動，當磁感應強度均勻增大時，此粒子的動能將（ ） A．不變 B．增加 C．減少 D．以上情況都可能 2．穿過一個電阻為l Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2 Wb，則（ ） A．線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2 V B．線圈中的感應電動勢一定是2 V C．線圈中的感應電流一定是每秒減少2 A D．線圈中的感應電流一定是2 A 3．在勻強磁場中，ab、cd兩根導體棒沿兩根導軌分別以速度v1、v2滑動，如圖所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（ ） A．v1＝v2，方向都向右 B．v1＝v2，方向都向左 C．v1>v2，v1向右，v2向左 D．v1>v2，v1向左，v2向右 4．如圖所示，面積為0.2 m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方問垂直于線圈平面，已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=（2+0.2t）T，定值電阻R1=6Ω，線圈電阻R2=4Ω，求： （1）磁通量變化率，回路的感應電動勢； （2）a、b兩點間電壓Uab 5．如圖所示，在物理實驗中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯(lián)后，又能測定磁場的磁感應強度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R，把線圈放在被測勻強磁場中，開始時線圈與磁場方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁磁感應強度B=__________ 6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述中可能正確的是（ ） A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的 答案:1.B 2.BD 3.C 4.（1）4V（2）2.4A 5. 6. AD 111