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富县高级中学集体备课教案
年级： 高 三 理 科目：物理 授课人：
课 题 第2讲　法拉第电磁感应定律　自感　涡流3 第 课时
三维目 1、法拉第电磁感应定律及应用2、了解自感、涡流现象
重 点 法拉第电磁感应定律及应用 中心发言人 陈熠
难 点 法拉第电磁感应定律及应用
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教学过程教学过程 物理建模系列之七　电磁感应中的“杆＋导轨”模型1．模型特点　“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点．“杆＋导轨”模型问题的物理情境变化空间大， ( http: / / www.21cnjy.com )涉及的知识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，常用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、左手定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动能定理、功能关系、能的转化和守恒定律等．2．求解思路3．模型分类模型一　单杆水平式物理模型匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为零，拉力恒为F，水平导轨光滑，除电阻R外，其他电阻不计动态分析设运动过程中某时刻棒的速度为v，由牛顿第二 ( http: / / www.21cnjy.com )定律知棒ab的加速度为a＝－，a、v同向，随速度的增加，棒的加速度a减小，当a＝0时，v最大，I＝恒定收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a＝0　v恒定不变电学特征I恒定模型二　单杆倾斜式物理模型匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨间距L，导体棒质量m，电阻R，导轨光滑，电阻不计(如图)动态分析棒ab释放后下滑，此时a＝ ( http: / / www.21cnjy.com )gsin α，棒ab速度v↑→感应电动势E＝BLv↑→电流I＝↑→安培力F＝BIL↑→加速度a↓，当安培力F＝mgsin α时，α＝0，v最大收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a＝0　v最大　v＝电学特征I恒定如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　)A．2.5 m/s　1 WB．5 m/s　1 WC．7.5 m/s　9 W D．15 m/s　9 W解析：把立体图转为平面图，由平衡条件列 ( http: / / www.21cnjy.com )出方程是解决此类问题的关键．对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力．由平衡条件得mgsin 37°＝F安＋F①Ff＝μFN ②FN＝mgcos 37° ③而F安＝BIL ④I＝ ⑤E＝BLv ⑥联立①～⑥式，解得v＝代入数据得v＝5 m/s.小灯泡消耗的电功率为P＝I2R⑦由⑤⑥⑦式得P＝()2R＝1 W．故选项B正确．答案：　B【合作学习】：高考题组小结作业：课时作业
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审核人签字： 年 月 日富县高级中学集体备课教案
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课 题 第2讲　法拉第电磁感应定律　自感　涡流2 第 课时
三维目 1、法拉第电磁感应定律及应用2、了解自感、涡流现象
重 点 法拉第电磁感应定律及应用 中心发言人 陈熠
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教学过程教学过程 1．决定感应电动势大小的因素感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n.而与磁通量的大小、磁通量变化量ΔΦ的大小无必然联系．2．磁通量变化通常有三种方式在图象问题中磁通量的变化率是Φ－t图象上某点切线的斜率．如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T．在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在1～5 s内通过线圈的电荷量q；(3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.答案：　(1)10 V，感应电流的方向为a→d→c→b→a　(2)10 C　(3)100 J1．理解E＝Blv的“四性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直．(2)瞬时性：若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．(3)有效性：公式中的l为导体切割磁感线的有效长度．如图中，棒的有效长度为ab间的距离．(4)相对性：E＝Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系．2．公式E＝Blv与E＝n的区别与联系E＝nE＝Blv区别研究对象闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围对任何电磁感应现象普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系导体切割磁感线是电磁感应现象的特例，E＝Blv可由E＝n推导得出如图，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r.空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下：一长度为2R，电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点．棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好．下列说法正确的是(　　)A．拉力的大小在运动过程中保持不变B．棒通过整个圆环所用的时间为C．棒经过环心时流过棒的电流为B/πrD．棒经过环心时所受安培力的大小为8B2R/πr答案：　D通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，R＝RL，L较大L很大(有铁芯)RL＜RA现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A逐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小 ( http: / / www.21cnjy.com )，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过电灯A，灯A不会立即熄灭．若RL＜RA，原来的电流IL＞IA，则A灯熄灭前要闪亮一下．若RL≥RA，原来的电流IL≤IA，则灯A逐渐熄灭，不再闪亮一下能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关S原来接通．现将开关S断开，则(　　)A．L1点亮，L2变暗，最终两灯一样亮B．L2闪亮一下后恢复到原来的亮度C．L3变暗一下后恢复到原来的亮度D．L3闪亮一下后恢复到原来的亮度答案：　AD【合作学习】：1-1,2-1,3-1小结作业：随堂检测
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课 题 第2讲　法拉第电磁感应定律　自感　涡流1 第 课时
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教学过程教学过程 1．感应电动势(1)概念：．(2)产生条件：(3)方向判断：．2．法拉第电磁感应定律(1)内容： (2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数．(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守 ，即I＝.3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝Blv求出，式中l为导体切割磁感线的有效长度．(2)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点 ( http: / / www.21cnjy.com )为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Bl＝Bl2ω(平均速度等于中点位置的线速度lω)． 1．自感现象2．自感电动势(1)定义：(2)表达式：E＝L(3)自感系数L①相关因素：②单位：3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用．小结作业：基础自测
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