13.3.2电磁感应现象及应用 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

题目 电磁感应现象及应用2 课型 新授课 日期 学习目标 1.知道什么叫感应电动势，理解磁通量的变化率，区别Φ、ΔΦ、的含义。 2．理解法拉第电磁感应定律，会用E＝n和E＝Blvsinθ解决有关问题。 基础知识 1．概念：在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。 2．产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 3．方向判断：感应电动势的方向用楞次定律判断。 二、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 成正比。 2．公式：E＝ ，其中n为线圈匝数。 3．感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝ 。 4．对法拉第电磁感应定律E＝n的理解 研究 对象 E＝n的研究对象是一个回路，求得的电动势是整个回路的感应电动势 物理 意义 E＝n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某段导体的感应电动势。整个回路的感应电动势为零，而回路中某段导体的感应电动势不一定为零 公式的 三种变 形应用 ①E＝nS：当S不变、B随时间变化时，用公式E＝nS求感应电动势，其中S为线圈在磁场内的有效面积。 ②E＝nB：当磁场不变、回路面积S随时间变化时，用公式E＝nB求解。 ③若回路中与磁场方向垂直的回路面积S及磁感应强度B均随时间变化，则Et＝nSt＋nBt，要特别注意题目要求的是哪个时刻的感应电动势 瞬时值与平均值 E＝n求的是Δt时间内的平均感应电动势；当Δt→0时，E为瞬时感应电动势。只有在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值 三、导体棒切割磁感线时产生的感应电动势 1．平动切割磁感线 (1)导体棒垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝ 求出。 (2)对E＝Blv公式的理解 ①无论什么形状的导体，都等效于导体两端点连线切割磁感线。在公式E＝Blv中，l是指导体的 长度，即导体两端点的连线在垂直于速度方向上的投影长度，如图所示的三种情况中，感应电动势都是E＝Blv。 ②公式中的v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，也有感应电动势产生。 ③当v与l或v与B的夹角为θ时，利用公式E＝ 来求解导体切割磁感线时产生的感应电动势，但应注意的是lsinθ或vsinθ为有效切割长度或有效切割速度。当B、l、v三个量的方向相互垂直时，θ＝90°，感应电动势最大；当任意两个量的方向相互平行时，θ＝0°，感应电动势为 　。 2．转动切割磁感线 导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生的感应电动势E＝Blv＝Bl2ω(平均速度等于导体棒中点位置的线速度lω)。 作业A 一、单项选择题 1．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为 2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是( ) A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 2．歼－20战斗机是中航工业成都飞机工业集团公司研制的第五代战斗机，如图所示，机身长为L，机翼两端点C、D的距离为d。歼­20在我国近海海域上空以速度v沿水平方向直线飞行，已知歼­20所在空间地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下、大小为B，C、D两点间的电压为U。则( ) A．U＝BLv，C点电势高于D点电势 B．U＝BLv，D点电势高于C点电势 C．U＝Bdv，C点电势高于D点电势 D．U＝Bdv，D点电势高于C点电势 3．如图为某物理兴趣小组为研究无线充电技术，动手制作的一个“特斯拉线圈”。线圈匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间内线圈两端的电势差的大小( ) A．恒为 B．从0均匀变化到 C．恒为 D．从0均匀变化到 4．如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄。转动摇柄，使圆盘按图示方向匀速转动。已知圆盘的半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘转动的角速度为ω，则边缘a和圆心b的电势差Uab为( ) A.Bωr2 B．－Bωr2 C．Bωr2 D．－B