法拉第电磁感应定律教案_高二物理教案
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[要点导学]
1. 这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。
2. 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟 成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小e= 。
3. 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与 、 和 三者都成正比。用公式表示为e= 。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角θ,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsinθ,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为e=blvsinθ。
4.应该知道:用公式e=nΔΦ/Δt计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式e=blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。
5.公式e=nΔΦ/Δt是计算感应电动势的普适公式,公式e=blv则是前式的一个特例。
6.关于电动机的反电动势问题。
①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);
②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;
③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械
能功率p=e反i;
④电动机工作时两端电压为u=e反+ir(r是电动机线圈的电阻),电
动机的总功率为p=ui,发热功率为p热=i2r,正常情况下e反>>ir,
电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则i=u/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。
[范例精析]
例1法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )
a、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
b、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
c、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
d、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
解析:e=ΔΦ/Δt,ΔΦ与Δt的比值就是磁通量的变化率。所以只有c正确。
拓展:这道题的命题意图在于考查对法拉第电磁感应定律的正确理解。考生必须能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念。
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1. 这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。
2. 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟 成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小e= 。
3. 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与 、 和 三者都成正比。用公式表示为e= 。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角θ,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsinθ,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为e=blvsinθ。
4.应该知道:用公式e=nΔΦ/Δt计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式e=blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。
5.公式e=nΔΦ/Δt是计算感应电动势的普适公式,公式e=blv则是前式的一个特例。
6.关于电动机的反电动势问题。
①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);
②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;
③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械
能功率p=e反i;
④电动机工作时两端电压为u=e反+ir(r是电动机线圈的电阻),电
动机的总功率为p=ui,发热功率为p热=i2r,正常情况下e反>>ir,
电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则i=u/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。
[范例精析]
例1法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )
a、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
b、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
c、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
d、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
解析:e=ΔΦ/Δt,ΔΦ与Δt的比值就是磁通量的变化率。所以只有c正确。
拓展:这道题的命题意图在于考查对法拉第电磁感应定律的正确理解。考生必须能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念。
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