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1、 高中物理选修3 2第四章电磁感应第四节 法拉第电磁感应定律 教学任务安排 第一课时 法拉第电磁感应定律基本内容 第二课时 导体切割磁感线时的感应电动势 第三课时 前两节内容的比较 归纳 总结 第一课时 法拉第电磁感应定律基本内容 复习回顾 1 在电磁感应现象中 产生感应电流的条件是什么 2 在电磁感应现象中 磁通量的变化的方式有哪些 闭合电路中的磁通量发生变化 由于闭合回路中的面积变化引起磁通量变化 2 1 B S 由于闭合回路中的磁感应强度变化引起磁通量变化 2 1 B S 复习回顾 1 在电磁感应现象中 产生感应电流的条件是什么 2 在电磁感应现象中 磁通量的变化的方式有哪些 2 1 B
2、 S 2 1 B S 2 1 B S 闭合电路中的磁通量发生变化 电路中产生持续电流的条件是什么 1 电路闭合 2 有电源 存在感应电流必然存在对应的电动势 物理学中 我们把在电磁感应现象中 产生的电动势叫做感应电动势 等效 问题 当开关断开后 电路中是否有电流呢 电源两端有电压吗 电源的电动势还存在吗 问题 当导线断开后 电路中是否还有电流呢 线圈内的感应电动势还存在吗 总结 感应电动势的有无 完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化 与电路的通断 电路的组成是无关的 探究项目 影响感应电动势大小的因素 问题 我们怎样能够感知到感应电动势的大小 电流表偏转的角度 探究项目 影响感应电动势
3、大小的因素 问题 电流表指针的偏转角度与感应电动势的大小有什么关系呢 等效 探究项目 影响感应电动势大小的因素 器材 猜想 可能与什么因素有关 探究过程 模拟实验一 一根磁铁慢速插入 一根磁铁快速插入 分析归纳 感应电动势大小不同 磁通量变化量 相同 都产生感应电流I 磁铁插入的快慢不同 感应电流I大小不同 模拟实验二 一根磁铁快速插入 两根磁铁快速插入 分析归纳 感应电动势大小不同 磁通量变化量 不同 都产生感应电流I 磁铁的快慢相同 感应电流I大小不同 定性结论 感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关 感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关 磁通量变化率 法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的
4、大小 跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比 1 内容 2 公式 即 单位为伏 韦伯 秒则k 1 注意 公式中 取绝对值 不涉及正负 感应电流的方向另行判断 当闭合电路中的线圈匝数是1匝时 感应电动势大小的表达式 思考 当闭合电路中的线圈匝数是n时 感应电动势大小的表达式该怎么写呢 思考 穿过线圈内的磁通量 一样吗 1匝线圈 n匝线圈 穿过线圈内的磁通量 一样 思考 当闭合电路中的线圈匝数是n时 感应电动势大小的表达式该怎么写呢 法拉第电磁感应定律 若线圈有n匝 电动势为 若线圈有1匝 电动势为 对于 t的理解 判断题 1 越大 一定越大 2 越大 一定越大 不一定 不一定 1 下列说法正确的是
5、A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大B 线圈中的磁通量越大 线圈中产生的感应电动势一定越大C 线圈处在磁场越强的位置 线圈中产生的感应电动势一定越大D 线圈中磁通量变化得越快 线圈中产生的感应电动势越大 反馈练习 D 2 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 转轴垂直于磁场 若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示 则 A 线圈中0时刻感应电动势最大B 线圈中D时刻感应电动势为零C 线圈中D时刻感应电动势最大D 线圈中0到D时间内平均感应电动势为0 4V ABD 小结 1 知道什么叫感应电动势 2 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量 并能区别 3 理解法拉第电
6、磁感应定律内容 数学表达式 3 思考题 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中 磁感应强度是B ab以速度v匀速切割磁感线 求产生的感应电动势 三 导线切割磁感线时的电动势 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中 磁感应强度是B ab以速度v匀速切割磁感线 求产生的感应电动势 回路在时间t内增大的面积为 S L v t 产生的感应电动势为 穿过回路的磁通量的变化为 B S BLv t V是导体棒在磁场中移动的速度 若导体斜切磁感线 为v与B夹角 若导线运动方向与导线本身垂直 但跟磁感强度方向有夹角 说明 3 导线的长度L应为有效长度 1 V方向和B平行时 0 E 0 2 速度V为平
7、均值 E就为平均值 速度V为瞬时值 E就为瞬时值 例 如图 匀强磁场的磁感应电动势为B 长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动 速度v与L成 角 求金属棒ab产生的感应电动势 E B Lsin V 有效长度 导线在垂直速度方向上的投影长度 练习 半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中 以速度V向右匀速运动时 E E B 2R V 有效长度 弯曲导线在垂直速度方向上的投影长度 1 一般来说 求出的是平均感应电动势 和某段时间或者某个过程对应 求出的是瞬时感应电动势 E和某个时刻或者某个位置对应 区别 2 求出的是整个回路的感应电动势 区别 回路中感应电动势为零时 但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零 1 公式 中的时间趋近于0时 E就为瞬时感应电动势 2 公式 中v若代表平均速度 则求出的E就为平均感应电动势 联系 四 反电动势 V 此电动势阻碍电路中原来的电流 故称之为反电动势 N S 电动机 安培力方向转动速度方向 电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势 这个电动势是削弱了电源电流 阻碍线圈的转动 线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能 电能转化为机械能 正因为反电动势的存在 所以对电动机 欧姆定律不成立 如果电动机因机械阻力过大而停止转动 这时就没有了反电动势 线圈电阻一般都很小 线圈中电流会很大 电动机会烧毁 这时 应立即切断电源 进行检查 电源 电源
