粤教版高中物理选修3-2第一章电磁感应第五节电磁感应规律的应用学案

第五节　电磁感应规律的应用 学习目标 重点难点 1．理解法拉第电机的原理； 2．掌握法拉第电机感应电动势的计算； 3．理解电磁感应现象电路中的电源及外电路； 4．掌握电磁感应过程中的能量转化． 重点：（1）熟悉各种情况下感应电动势的表达． （2）能画出等效电路图，并能联系闭合电路解题． 难点：电磁感应现象中的能量问题． 一、法拉第电机 1．法拉第电机是应用了导体棒在磁场中切割磁感线而产生感应电动势的原理． 2．产生电动势的导体相当于电源，此电源与其他部分的导体或线框构成了闭合电路，遵从闭合电路欧姆定律． 3．在电源内部，感应电流方向是从电源的负极流向正极；在外电路中，电流从电源的正极经用电器流向负极． 预习交流1 如图是一个水平放置的导体框架，宽度L=0.50 m，接有电阻R=0.20 Ω，磁感应强度B=0.40 T，方向如图所示．今有一导体棒ab横放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体棒ab的电阻均不计，当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，试求： 电路上的感应电流的大小． 答案：导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势的大小为E＝BLv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V，导体棒ab相当于电源，由它对外电路供电，则由闭合电路欧姆定律得：I＝A＝4.0 A． ＝ 二、电磁感应中的能量 1．电磁感应中的能量：在由导体切割磁感线产生的电磁感应现象中，导体克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能，即电能是通过克服安培力做功转化来的． 2．电磁感应现象符合能量守恒定律． 3．反电动势 （1）定义：直流电动机模型通电后，线圈因受安培力而转动，切割磁感线产生的感应电动势． （2）方向：与外加电压的方向相反． （3）决定因素：电动机线圈转动越快，反电动势越大． 预习交流2 在有安培力做功的电路中，欧姆定律是否依然适用？ 答案：有安培力做功的电路为非纯电阻电路，电路中发生了电能与机械能的转化，欧姆定律不再适用． 预习交流3 同学们，你阅读了教材中与反电动势有关的内容后，你认为反电动势与欧姆定律不适用于非纯电阻电路有关吗？ 答案：有关．设电路中的电池电动势为E，反电动势为E′，则电路中的总电动势为E－E′，若电路中的总电阻为R，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流I＝． ．所以，由于反电动势的存在，回路中的电流I＜ 一、法拉第电机 学生思考：