法拉第电磁感应定律教案0.doc

(完整word)法拉第电磁感应定律教案0
第四节:法拉第电磁感应定律教案
教学目标
1、知识与技能:
(1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(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Φ、ΔΦ、。
（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
（4）、知道E=BLvsinθ如何推得.
(5)、会用解决问题。
2、过程与方法
（1）、经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。
（2）、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观
（1）、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思想。
（2）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。
教学重点、法拉第电磁感应定律.
教学难点、感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
教学过程
一、复习提问：
1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
答：穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？
答:电路闭合，且这个电路中就一定有电源.
3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？
答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向
二、引入新课
1、问题1：既然会判定感应电流的方向,那么，怎样确定感应电流的强弱呢？
答：既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了．
2、问题2:如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，该电路中是否都有电流?为什么?
答:有,因磁通量有变化
②、有感应电流，是谁充当电源？
答：由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。

③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流?有无感应电动势?
答：电路断开，肯定无电流，但有电动势。
3、产生感应电动势的条件是什么？
答：回路中的磁通量发生变化．
4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？
答：在电磁感应现象中，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，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。(情感目标）
本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
（一)、思考影响感应电动势大小的因素

(1）感应电动势大小跟什么因素有关？
(2）演示实验：
①将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。
②迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅.
③迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅；
（3）回答问题：
1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么?
2、电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
3、在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？
引导学生分析实验，回答以上问题:穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.
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,指针偏转越大。
磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同.
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关。
把定义为磁通量的变化率。
上面的实验，我们可用磁通量的变化率来解释：
实验中,将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或(拔出)时,大，I感大，E感大。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小.
(二）、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。推导法拉第电磁感应定律的表达式： E=k在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，则上式可写成E=设闭合电路是一个N匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于N个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为E=N
1。内容：电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2。公式:ε=N
3.定律的理解：
⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt
⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断
⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定：
当ΔΦ＝ΔＢＳ 则ε＝ΔＢＳ／Δt
当ΔΦ＝ＢΔＳ 则ε＝ＢΔＳ／Δt
4、特例—-导线切割磁感线时的感应电动势
用课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为ΔS=LvΔt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BΔS=BLvΔt
据法拉第电磁感应定律,得E==BLv
这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式，需要理解
（1）B,L,V两两垂直
(2）导线的长度L应为有效长度
（3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
（4）速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值)
问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗?如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势.
解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ.后者不切割磁感线，不产生感应电动势.前者切割磁感线,产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsinθ
强调：在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T)、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
E=BLV ： v为瞬时值时求瞬时电动势，v为平均值时求平均电动势
课堂练习:
例题1：下列说法正确的是（ D ）
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
例题2：一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0。 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T.求线圈中的感应电动势。解：由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ＝ ΔＢ×Ｓ②由① ②联立可得E=n ΔＢ×Ｓ/Δt
代如数值可得Ｅ＝１６Ｖ
例题3、如图所示,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，框电阻不计,上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g,电阻R＝0。2Ω，不计阻力,求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m／s）

【课堂小结】

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