[初中教育]导学案32.doc

阜新市第二高级中学高一物理选修3-2导学案 班级： 姓名：4.1.1 划时代的发现导学案学习目标（1）知道奥斯特实验、电磁感应现象，（2）了解电生磁和磁生电的发现过程，从中学习科学探究的方法和思想。（3）会做简单的有关磁通量的题学习重点：探索电磁感应现象的历史背景；学习难点：体会人类探究规律的科学态度新知导读：1、阅读P2前两自然段试回答：奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？2、奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？3、1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？4、法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？5、其他很多科学家例如安培，科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验，可他们都没有成功，他们问题出现在那里？6、法拉第经过无数次试验，经历10年的时间，终于领悟到了什么？通过初中物理的学习，你认为产生感应电流的条件是什么？7、什么是电磁感应？什么是感应电流？当堂检测：1、奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须_放置。2、1831年8月29日，_发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到_，另一个线圈接入_，在给一个线圈_或_的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了_.5题3、如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用1和2表示穿过大小两环的磁通量，则A.1>2 B.1<2 C.1=2 D.无法确定 3题 4、恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化（ ）A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任一直径做匀速转动 D.线圈绕任一直径做变速转动5、磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图4-1-5所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为1和2，则（ ）A、1>2 B、1=2 C、1<2 D、无法确定6、如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量（ ）A.为零 B.是进去的 C.是出来的 D.条件不足，无法判别 6题 7题 8题7、如上图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CDAB.当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终为零 D.不为零，但保持不变8、如上图所示，A、B两环共面同心，A环上均匀带有负电荷.当A环逆时针加速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？当A环顺时针匀速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？为什么？简述出理由.9、单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图4-2-17所示，线圈面积为S，磁感应强度为B.当线圈绕ab边从图示位置转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？9题学后反思： 4.2.1探究电磁感应的产生条件导学案学习目标1理解并知道产生感应电流的条件。2学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法，学习重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。学习难点：感应电流的产生条件。新知导读：1、回顾：什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？单位是什么？2、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图所示。观察实验，记录现象。表1导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论： （2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出演示：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在教科书P6上表中。结论：（3）模拟法拉第的实验演示：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在教科书P6下表中。结论：3、归纳总结请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？4、电磁感应中的能量转化电场有电场能，磁场有磁场能，电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢？ 分析 实验一、消耗机械能-电能è发电机 实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管è变压器 。当堂检测：1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流2.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（ ）A保持电流不变，使导线环上下移动B保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动学后反思： 4.2.2 探究电磁感应的产生条训练案训练目标：会判断一些现象中能否产生感应电流。训练重点：理解电磁感应产生条件。训练难点：能分析磁场的变化情况。基础达标：1.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（ ）A增大 B减小C不变 D无法确定如何变化2、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一个闭合的小线圈，小线圈和圆环在同一平面内.则下列说法正确的是（ ）A.只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流产生B.圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生C.圆环做变速转动，小线圈内不一定产生感应电流D.圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生3、以下说法中正确的是（ ）A.闭合电路的导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流B.整个闭合回路从磁场中出来时，闭合回路中一定有感应电流C.穿过闭合回路的磁通量越大，越容易产生感应电流D.穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间闭合回路中有感应电流4、如图4-2-2所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个边长为L的正方形线框，线框平面与磁场垂直，则穿过线框的磁通量为_.若线框向右平移，线框中有无感应电流？_.若将线框翻转180°，该过程磁通量的变化为_.该过程有无感应电流？_.若将线框绕其中一边向外转90°，磁通量的变化为_.该过程中有无感应电流？_. 图4-2-2 图4-2-35、两根长直导线平行放置，导线内通有等大的同向电流，当一矩形线框在两直导线所在的平面内从靠右侧的导线处向左侧导线平移靠近时，如图4-2-3所示，线框中磁通量的变化情况是_，线框中有无感应电流？_.6、下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）A.磁场对电流产生力的作用 B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化 D.电流周围产生磁场能力提升：7、如图4-2-4所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外.下述过程中使线圈产生感应电流的是（ ）A.以bc为轴转动45° B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移 D.将线圈向上平移8、如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ ）A.将螺线管在线圈a所在平面内转动 B.使螺线管上的电流发生变化C.使线圈以MN为轴转动 D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动9、如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是（ ）A.当磁铁向纸面外平移时，线圈中不产生感应电流B.当磁铁向上平移时，线圈中不产生感应电流 C.当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D.当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO轴转动时，线圈中产生感应电流10、如图所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流11、如图所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd，下列说法正确的是（ ）A.当电阻变大时，abcd中有感应电流B.当电阻变小时，abcd中有感应电流C.电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时，其中有感应电流D.电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时，其中有感应电流12、如图4-2-26所示，要使L1回路中有感应电流，问下列几种情况下是什么原因导致的？（1）接通开关S的瞬间；（2）接通开关S后，将滑片P向左滑动；（3）接通开关S后，将软铁芯插入L2中.学后总结： 3.3.1楞次定律导学案学习目标：1、理解楞次定律的内容，理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。2、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。学习重点：应用楞次定律（判感应电流的方向）学习难点：理解楞次定律（“阻碍”的含义）知识回顾：1、 在通电直导线、环形电流、通电螺线管周围磁场如何判断？如果已知它的磁场判断其电流呢？2、 产生感应电流必须具备什么样的条件？新知导读：1、观察教科书P10图4.3-2，它是某位同学的实验记录，试分析填写下表：表1 线圈内磁通量增加时的情况图号原磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向甲乙表2 线圈内磁通量减少时的情况图号原磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向丙丁2、根据表1（表2）分析：感应电流的磁场是有助于磁通量的增加（减少），还是阻碍磁通量的增加（减少）？3、你能把上问中的结论进一步概括成一句话吗？4、楞次定律可以从两种不同的角度来理解：a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要 磁通量的变化。“增反减同”原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场相 ，有阻碍变 作用 原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场相 ，有阻碍变 作用b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要 相对运动。“来拒去留”5、应用楞次定律步骤：、明确 磁场的方向；、明确穿过闭合回路的 是增加还是减少；、根据楞次定律(增反减同)，判定 的磁场方向；、利用 判定感应电流的方向。6、楞次定律的应用教科书P11例题1教科书P12例题2I例3：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？7、楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线阅读教科书P12思考与讨论，并回答问题。用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？8、右手定则的内容是什么？适用条件是？与楞次定律的区别是什么？注意：当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）当堂检测：1、教科书P13 “问题与练习”前四道题1、 2、3、 4、学后总结： 3.3.2楞次定律导训练案训练目标：能初步应用楞次定律判定感应电流方向。训练重点：简单应用楞次定律（判感应电流的方向）训练难点：理解楞次定律（“阻碍”的含义）知识回顾：3、 在通电直导线、环形电流、通电螺线管周围磁场如何判断？如果已知它的磁场判断其电流呢？4、 判断产生感应电流的方向有哪两种方法？它们的适用范围，如何应用？从哪两个角度理解楞次定律？习题导做：1、“增反减同”的应用，常适用于没有明显的磁体相对于线圈的运动问题。教科书P13第5题完成练习册学后总结： 能力训练一图4-4-9图4-4-101、如图4-4-9所示，开关闭合的瞬间，流过电流计的电流方向是。（填顺时针或逆时针）。2、如图4-4-10所示，正方形线框abcd的边长为d，向右通过宽为L的匀强磁场，且d<L，则在线圈进入磁场的过程中，线框中的感应电流方向为；在线框移出磁场的过程中，线框中的感应电流方向为。图4-4-113、如图4-4-11所示，M、N为水平放置的两根固定且平行的金属导轨，两根导体棒P、Q垂直于导轨放置并形成一个闭合回路，将闭合回路正上方的条形磁铁从高处下落时：（ ） A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离 C、磁铁的加速度仍为gD、磁铁的加速度小于g图4-4-124、如图4-4-12所示，电池的正负极未知，在左侧软铁棒插入线圈过程中，悬吊在线圈右侧的铝环将：（ ）A、 不动B、 向右运动C、 向左运动D 可能向右运动，也可能向左运动5、感应电流的磁场一定：（ ）A、 阻碍引起感应电流的磁通量B、 与引起感应电流的磁场反向图4-4-13C、 与引起感应电流的磁场同向D、阻碍引起感应电流的磁通量的变化6、如图4-4-13所示，通电直导线与线圈abcd在同一平面内，则：（ ） A、线圈向右平动时，感应电流沿adcb方向 B、线圈竖直向下平动，则无感应电流 C、线圈以ab边为轴转动，产生的感应电流沿adcb方向 D、线圈沿垂直纸面方向远离导线，则产生的感应电流沿abcd方向图4-4-147、如图4-4-14所示，乙线圈和甲线圈互相绝缘，且乙线圈的一半面积在甲线圈内，当甲线圈中的电流逐渐减弱时，乙线圈的感应电流：（ ）A、 为零B、 顺时针方向C、 逆时针方向D、 无法确定图16-4-158、如图4-4-15甲所示，当条形磁铁由上向下插入螺线管时，请在图上标出通过电流计的电流方向。如图4-4-15乙所示，当条形磁铁由远向螺线管靠近时，请在图上标出通过电流计的电流方向。并简述理由。素质提高图4-4-169、如图4-4-16所示，A为一带负电的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环L中产生了如图所示的感应电流，则A的转动情况是：（ ） A、顺时针加速转动B、逆时针加速转动 C、顺时针减速转动D、逆时针减速转动10、如图4-4-17所示的螺线管内有软铁棒，当电键S闭合的瞬间，灵敏电流计G内是否有电流通过？若有，请说明电流的方向。并简述理由。图4-4-17 图4-4-1811、右示图4-4-18中当条形磁铁向下运动时闭合导线绕制的螺旋管内产生如图所示的感应电流，请在图中完成螺旋管的绕向。1、 逆时针 2、abcda adcba 3、AD 4、B 5、D 6、BD 7、D 8、在线圈外部电流方向为ba, 在线圈外部电流方向为ba 9、BC 10、有 在线圈外部电流方向为ab；S闭合时P的右端是S极，相当于S极向线圈Q靠近，Q的右端应该出现S极阻碍S极的靠近，所以Q作为一个电源，它的左端是电源正极，电流从a流出来。11、螺旋管的绕向如图所示能力训练二 图4-4-251、应用楞次定律判断感应电流的方向，一般步骤是：首先要明确；其次要明确；再次根据楞次定律确定；最后利用确定感应电流的方向。2、图4-4-25表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，O表示导体的横截面，a、b、c、d分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导 体中感应电流的方向为垂直纸面向里时，导体的位置是（ ） A、aB、bC、cD、d3、如图4-4-26所示，若不计滑轨的电阻，当导线MN在磁感应强度为B的匀强磁场中向右作匀速平动时下列结论中正确的是（ ）图4-4-26A、 线圈L2中的电流方向如图所示 B、 电流计G中无电流通过 C、电流计G中有电流通过，方向从a到b D、电流计G中有电流通过，方向从b到a4、当闭合电路的一部分导体（长度为l）在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速运动时，若电路中有感应电流产生，且l垂直于B、v，则导体运动方向和磁感线之间的夹角一定不等于多少度？图4-4-275、如图4-4-27所示，电阻不计的光滑导体框架，水平地放在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，框架宽为L，框架上放一质量为m、电阻为R的导体棒，现用一水平恒力F作用于棒上，使棒由静止开始运动，当棒的速度为零时，棒的加速度大小为多大？当棒的速度为v时，棒的加速度为多大？图4-4-286、在磁感应强度B为0.4T的匀强磁场中，让长0.2m的导体ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，如图4-4-28所示，此时ab中感应电动势的大小等于多少伏？如果R1=6，R2=3，其他部分的电阻不计，则通过ab的电流大小为多少安培？图4-4-297、图4-4-29中矩形线框ab边长l1=20cm，bc边长l2=10cm，电阻为20，置于B=0.3T的匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，若用力拉动线框，使线框沿图中箭头方向以v=5.0m/s的速度匀速运动，求在把线框从如图位置拉出磁场过程中，通过导体回路某一截面的电量是多少？在此过程中外力做功是多少焦耳？图4-4-30R8、如图4-4-30，水平金属滑轨MN与PQ平行，相距d=0.4m，电阻R=1，匀强磁场的磁感强度B=2T，其方向垂直矩形平面MNQP且向外，金属棒ab与MN垂直，在水平拉力F作用下沿滑轨向右匀速移动，此时电压表的示数为U=0.5V，若ab棒与两滑轨接触点之间棒的电阻为r=0.2，其余导体电阻不计， 试求：（不计摩擦） ab棒移动的速度v的大小；在时间t=2s内拉力F所做的功。图4-4-319、如图4-4-31所示的一个导体回路内，连接着一个电容器C，若有一垂直穿过回路平面的磁场（方向垂直纸面向外）正在减小，则电容的上极板带何种电荷？ 素质提高10、图4-4-32一个由导线组成的矩形线圈长为2L，以速率v匀速穿过有理想界面的宽为L的匀强磁场，如图4-4-32所示。图乙中的哪幅能正确地表示矩形线圈内的电流随时间变化的关系？简述理由。图4-4-3311、如图4-4-33所示，让线圈A自由落下，并通过一段有足够长的匀强磁场的空间，试定性讨论线圈运动的加速度变化情况。（不考试空气阻力）图4-4-3412、如图4-4-34所示，一个水平放置的矩形闭合线框，在水平放置的细长磁铁极中心附近落下，下落过程中线框保持水平且边在纸外，边在纸内它由位置甲经乙到丙，且甲、丙都靠近乙。在这下落过程中，线框中感应电流的方向为（ ）AB C从位置甲到乙时，从位置乙到丙时 D从位置甲到乙时，a，从位置乙到丙时1、 原磁场的方向，穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少，确定感应电流的磁场方向，安培定则 2、 A 3、A B 4、0°或180° 5、F/m 6、0.48 0.24 7、3，4.5×10-5J 8、0.75m/s 0.6J 9、负电 10、C能正确表示线圈中电流随时间变化的规律； 线圈的右边匀速切割磁感受线和线圈的左边切割磁感受线的过程时电流的大小不变，但方向相反，一圈不切割磁感线时无感应电流。11、进入磁场开始a先减小，全部进入磁场后a=g，移出磁场时a减小，移出磁场后a=g。12、B四、法拉第电磁感应定律 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，我们可以把速度分解为两个分量，垂直于磁感线的分量v1=vsin,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=Blvsin。4应该知道：用公式E=n/t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=n/t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。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）；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； 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； 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=/t，与t的比值就是磁通量的变化率。所以只有C正确。 拓展：这道高考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。例2 图4-4-1中abcd是一个固定的U形金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行导体杆，它可在框架上自由滑动（摩擦可忽略）。它的电阻为R，现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。已知当以恒力F向右拉导体杆ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度。 解析：匀速运动时导体杆所受合力应等于零，故：F=ILB=B2vL2/R，v=FR/B2L2。 拓展：今天看这道高考题好象十分简单。其实对本题的过程进行认真的分析对夯实基础是十分重要的。在恒定外力作用下导体杆ef向右加速运动，导体杆ef因切割磁感线而产生感应电动势，回路中产生感应电流，磁场对感应电流的安培力阻碍导体杆ef向右的运动，导体杆ef的加速度减小、速度增大、电动势增大、电流增大、安培力增大，直到安培力与恒定外力相等时导体杆ef就作匀速运动。 例3 如图4-4-2所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：（1） 线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。（2） 线圈在1s末时的感应电动势大小。 解析： 初始时线圈平面与磁感线平行，所以穿过线圈的磁通量为零，而1s末线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，故有磁通量变化，有感应电动势产生。（1）只要用E=/t 来进行计算平均电动势。E=/t=0.5×0.1×0.1/1=0.005V。 (2)1s末的感应电动势是指瞬时值，应该用E=BLvt来进行计算。 当线圈转了1s时，恰好转了90°，此时线圈的速度方向与磁感线的方向平行，线圈的BC段不切割磁感线（或认为切割磁感线的有效速度为零），所以线圈不产生感应电动势，E=0。 拓展： 要把握感应电动势计算公式E=n/t的条件。公式目前只能用来计算一段时间内的平均值。E=BLv公式中的v是与磁感线垂直的有效切割速度，在这个前提下再来考虑v是即时值还是平均值就可以求解电动势的即时值或平均值。 例4 矩形线圈abcd，长ab=20cm ,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R= 50，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B随时间的变化规律如图4-4-3所示，求：（1）线圈回路的感应电动势。（2）在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。解析： 从图象可知，与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的，穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大，线圈回路中产生的感应电动势是不变的，可用法拉第电磁感应定律来求。 （1） 感应电动势E=n/t=200×15×10-2×0.02/0.3=2V （2） I=E/R=2/50 A=0.04A 当t=0.3s时，B=20×10-2TF=nBIL=200×20×10-2×0.04×0.2N=0.32N 拓展：磁通量的变化量与线圈的匝数无关，但考虑感应电动势时因为每个线圈都是一个电源，所以总电动势必须乘以线圈的匝数。计算线圈所受安培力时因为每一条边都受到安培力所以还要乘以线圈的匝数。 例5 如图4-4-4所示，M为一线圈电阻r=0.4的电动机，R=24，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求开关S闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线圈的反电动势E反。 解析：设电源内阻为r,当S断开时，I1=E/(R+ r)，即1.6A=40V/(24+ r)，得r=1.当S合上时，I2=4A，则U内=I2·r=4V U外=E-U内=40V-4V=36V，也即电动机两端电压为36V。P热=I2r=（I2U外/R）2r=(436/24)2×0.4W=2.5W，P机=P总P热=(I2U外/R)×U外2.5W=87.5W。 P机=E反IM=E反（4-36/24）=87.5，E反=87.5/2.5=35V。 拓展：电动机启动时，或者电动机线圈卡住不转时，E反=0，则线圈中电流高达36/0.4=90A，如此之大的电流很容易烧毁电动机线圈，所以大型电动机启动时都要采用补尝电路，电动机线圈卡住时应立即切断电源。 能力训练1、一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 ，磁通量的变化率是 ，线圈中感应电动势的大小是 。8×10-3wb 0.16wb/s 32V 2、一导体棒长为40cm，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为5m/s，棒在运动中能产生的最大感应电动势为 V。 0.2 3、关于某一闭合电路中感应电动势的大小E，下列说法中正确的是 （ ）A、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比B、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比C、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比D、E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比 4、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）A、导体相对磁场运动，一定会产生电流B、导体切割磁感线，一定会产生电流 C、闭合电路切割磁感线就会产生电流 D、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势 5、如图4-4-5所示，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒ab以水平速度v抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，则棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是( ) A、越来越大B、越来越小 C、保持不变 D、无法判断6、穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则（ ）A、线圈中的感应电动势每秒钟增加2V B、线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC、线圈中的感应电动势始终为2V D、线圈中不产生感应电动势7、如图4-4-6所示，让线圈abcd从高为h处下落后，进入匀强磁场，从cd边开始进入磁场，到ab边刚进入磁场的这一段时间内，在下列几种表示线圈运动的v-t图象中，不可能的是（ ） 8、有一个1000匝的线圈，在0.4秒内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求线圈中的感应电动势的平均值。如果线圈的电阻是10，把它跟一个电阻为990的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流的平均值多大？175V 0.175A 9、如图4-4-7所示，正方形单匝线圈处于匀强磁场中，磁感线垂直穿过线圈平面，线圈每边长20cm，若磁场的磁感应强度在t1=0.1s内由0.1T均匀增加到0.4T，并在紧接着的t2=0.25s的时间内由0.4T均匀增加到1.6T，则在t1的时间内线框中的感应电动势的大小是多少伏？在t2时间内，感应电动势的大小又是多少伏？在（t1+t2）时间内，感应电动势的平均值是多少伏？0.12V