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1、第二节 法拉第电磁感应定律 教学目标 一、知识目标 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、.t 3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式. 4.知道 E=BLvsin如何推得.5.会用 E=n和 E=BLvsin解决问题.t 二、能力目标 1.对实验观察、分析、总结能力. 2.通过对比的教学方法，培养学生建立知识网络，知识类比能力. 三、德育目标 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性 与个性的辩证唯物主义思想. 教学重点 法拉第电磁感应定律内容. 教学难点 平均电动势与瞬时电动势区别. 教学方法 演示法、
2、归纳法、类比法. 教学用具 CAI 课件、多媒体电脑 课时安排 1 课时 教学过程 投影本节课学习目标 1.理解感应电动势的概念.2.知道磁通量的变化率,能区分、.t 3.掌握法拉第电磁感应定律,会计算感应电动势. 4.会计算导体切割磁感线时产生的感应电动势. 学习目标完成过程 一、复习引入问题 师问 稳定电路中已学,电路中存在持续电流的条件是什么? 生答 （1）闭合电路;（2）有电源. 师问什么叫电磁感应现象? 生答不论用什么方法,只要闭合电路中的磁通量发生变化,产生 I感现象. 教师强调:（1）闭合电路;（2）磁通量变化. 二、新课教学 CAI 课件,展示出下面两个电路图.对比这两种情况,
3、共同点之一都闭合;前者有电源,后者也应有电源,螺旋管都相当于电源, 也存在电动势. 1.定义:感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势. 不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,有 E感是电 磁感应现象的本质. 2.法拉第电磁感应定律: 师问感应电动势跟什么因素有关? 教师重新演示前节课中三个成功实验,用 CAI 课件展示出这三个电路图,同时提出三个 问题供学生思考: 问题 1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么? 问题 2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 问题 3:第一个成功实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中,快插入和慢插入有什么相 同和不同
4、? 生答 答 1:穿过电路变化产生 E感产生 I感.答 2:由全电路欧姆定律知 I=,当电路中的总电阻一定时,E感越大,I 越大,指针偏转rRE 越大. 答 3:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同.（1）定义:磁通量变化率()单位时间内磁通量的变化量,即反映磁通量变t t 化快慢.请学生归纳甲乙丙实验 1 （甲）将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，I感大，t E感大.实验 2(乙)用线圈代替单根导体棒,导体运动越快, 越大,I感越大,E感越大.t 实验 3(丙)K 断开或闭合,比 K 闭合时移动滑动变阻器滑片,变化快, 大,I感大,t E感较大.总规律: 越大,E感越大.t
5、 （2）定律内容:(打在屏幕上)电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化 率成正比. 设:t1时刻磁通1,t2时刻磁通2t=t2-t1内磁通变化量 =2-1,t 内磁通变化率t E感=kt 引导学生推导,在国际单位中,k=1所以 E感=t 当 N 匝线圈时,相当于 N 个完全相同电源的串联,得 E感=Nt (3)引导学生分析,引起磁通量变化因素: a.磁感应强度 B 不变,S 变化. b.S 不变,B 变化. c.面积 S 和磁感应强度 B 都变化,=B2S2-B1S1,中学阶段一般不处 理这类问题,但当 B2S2=B1S1,即 E=0. 推导一如图所示闭合线圈一部分导体 ab 处于
6、匀强磁场中,磁感 应强度是 B,ab 以速度 v 匀速切割磁力线,求产生的感应电动势.(屏幕上 打出) 证明:S=Lvt=BSE感=BLvt 推导二如图所示闭合线圈一部分导体处于匀强磁场中，导体 以 v 斜切割磁力线，求 E感. 证明：将 v 沿磁场和垂直磁场方向分解，v1=vsin，切割 Bv2=vcos，不切割 B. E=BLv1=BLvsin 指 v 与 B 夹角 例 如图所示(2000 年上海)(屏幕上打出)固定于水平面上的金属框 cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒 ab 搁在框架上,可无摩擦滑动.此 时 abed 构成一个边长 l 的正方形,棒电阻 r,其余电阻不计,开始时磁
7、感应强度为 B. （1）若以 t=0 时起,磁感应强度均匀增加,每秒增加量 k,同时保持棒静止,求棒中 I感. （2）在上述情况中,棒始终保持静止,当 t=t1时需加垂直于棒水平外力? （3）若从 t=0 时起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度 v 向右匀速运动,可使棒中不 产生 I感,则磁感应强度怎样随时间变化?解析:(1)E=kl2tlB 2I= 逆时针方向rE rkl2(2)F外=BIl=（B+kt）l 向右rkl2(3)无 I感，故=0B0l2=Bl(l+v t) 所以 B=vtllB 0三、总结 通过本节研究，得出电磁感应现象本质是产生 E感，E感的大小跟成正比，E=N,取绝对值，
8、t t讨论得 ., 0,势表示某一时刻瞬时电动得平均电动势取一段时间EtEt导体切割磁力线特例:E=BLvsin 四、作业 (1)阅读教材 (2)练习二写在作业本上 五、板书设计感应电动势)(sin)2( )() 1 ( :.:.:导体切割磁感线法拉第电磁感应定律公式量的变化率成正比跟穿过这一电路的磁通大小符号电动势在磁感应现象中产生的定义BLvEtEE六、本节优化训练设计 1.某单匝线圈电阻是 1 ，当穿过它的磁通量始终以每秒 2 Wb 速率减小时，则 A.线圈中感应电动势一定每秒降低 2 V B.线圈中感应电动势一定是 2 V C.线圈中感应电流一定每秒减少 2 AD.线圈中感应电流一定是
9、 2 A 2.如图 MN 和 PQ 为两平行金属导轨,M、P 中有一阻值为 R 的 电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为 B,方向垂直导轨所在平面 向里.有一金属圆环沿导轨滑动,速度为 v,与导轨接触良好,圆环直径 为 d,与两轨间距相等,该环与导轨电阻均可忽略,当环向右做匀速运 动时 A.有感应电流流过 R,大小为 RdBvB.有感应电流流过 R,大小为RdBvC.有感应电流流过 R,大小为RdBv2D.无感应电流流过 R 3.求下列各种情况下的感应电动势.4.如图匀强磁场中,B=0.4 T,导体 ab 长 l=40 cm,以 v=5 m/s 速度匀速 向左运动,框架电阻不计,R ab=0
10、.5 . 求:(1)导体向右匀速运动时,I感多大？ (2)感应电功率多大? 5.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加 2 Wb,则 A.线圈中的感应电动势每秒钟增加 2 V B.线圈中的感应电动势每秒钟减少 2 V C.线圈中的感应电动势始终是 2 V D.线圈中不产生感应电动势 6.N 匝线圈的总电阻为 R,当它的磁通量由1变到2的过程中,通过线圈截面的总电量 为 A.N(2-1)/B.(2-1)NR C.(1-2)/RD.R(2-1)/N 7.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动,当线圈 处于如图所示位置时,它的 A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大 B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大 参考答案: 1.BD 2.B 3.BLv 4.1.6 A 1.28 W 5.C 6.C 7.B
