第四节：法拉第电磁感应定律导学案.doc

(完整word)第四节：法拉第电磁感应定律导学案第四节：法拉第电磁感应定律学案【学习目标】（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、。（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）、会用解决问题。（6）、经历探究实验，培养动手能力和探究能力。(7）、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。（8）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，把握主要矛盾.【学习重点】法拉第电磁感应定律探究过程。【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固【教学用具】多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。【学习过程】一、温故知新：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？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？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？2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，两电路中是否都有电流?为什么？、有感应电流,是谁充当电源?、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？3、产生感应电动势的条件是什么？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?三、新课学习（一）、探究影响感应电动势大小的因素(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关？（猜测） （2）探究要求：、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。、迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。、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）、探究问题：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：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同? （4）、探究过程：学生实验。实验观察分析论证-归纳总结实验现象：将条形磁铁快插入（或拔出)比慢插入或（拔出）时,大,I感 ，E感 .实验结论：电动势的大小与磁通量的变化 有关，磁通量的变化越 电动势越大，磁通量的变化越 电动势越小。（二）、法拉第电磁感应定律1。 法拉第电磁感应定律:闭合电路中电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比2。公式:=N3.定律的理解:磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别、t感应电动势的大小与磁通量的变化率成 感应电动势的方向由 来判断感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定：当cos则tcos当cos则tcos当(cos)则（cos）t（三)、导线切割磁感线时的感应电动势如图所示电路，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？ 这是导线切割磁感线时的感应电动势，计算时更简捷,需要理解(1）B，L，V两两 （2）导线的长度L应为 长度(3）导线运动方向和磁感线平行时，E= （4）速度V为平均值(瞬时值），E就为 （ ）问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角,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。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），指v与B的夹角。4、公式比较与功率的两个公式比较得出E=/t: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（四）、反电动势引导学生讨论教材图4。43中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况？这时应采取什么措施?电动机停止转动，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，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。教师总结点评： .(四)、典型例题：例题1：下列说法正确的是（ ）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.例题3、 【例1】如图所示，有一弯成角的光滑金属导轨POQ,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少? 解：【布置作业】选修3-2课本第16页“思考与讨论. 课后作业：第17页1、2、3、4、5题。【基础达标】: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2将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）A。磁通量的变化率 B。感应电流的大小 C. 流过导体横截面的电荷量D。磁通量的变化量3恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 ( )A.线圈沿自身所在平面运动 B。沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动4如图:小线圈N位于大线圈M中，二者共轴共面。M与二平行导体轨道相连接,金属杆l与导轨接触良好，并位于匀强磁场中，要使N中产生逆时针方向的电流，下列做法中可行的是A杆l向右匀速运动 B杆向左匀速运动C杆l向右加速运动 D杆向右减速运动Ra bm L5。如图，金属杆ab在匀强磁场中在垂直磁场平面上做绕o点匀速转动，则Uab 。【能力提高】:6 如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外.金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好,不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm VACD7、如图所示，长为L、电阻r=0.3欧、质量m=0.1千克的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0。5欧的电阻，量程为03.0安的电流表串接在一条导轨上，量程为01。0伏的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定外力F使金属棒右移当金属棒以v=2米秒的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏问：（1）此满偏的电表是什么表？说明理由（2）拉动金属棒的外力F多大？（3）此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量 答案：1、C 2、D 3、CD 4、CD 5 、L6、解：释放瞬间ab只受重力,开始向下加速运动.随着速度的增大,感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小。当F增大到F=mg时,加速度变为零，这时ab达到最大速度。由,可得7、7、分析与解答(1）应是电压表满偏.若电流表满偏，则I=3。0安，伏，大于电压表量程,与题意不合.（2）金属棒匀速滑动时，外力做功的功率等于转化为电功的功率： 而电流大小为： 联立并将伏，R=0。5欧,r=0.3欧代入得：.（3）对金属棒，可得： 金属棒匀速滑动时: 联立得到通过R的电量是：库。评述本题考查单个导体切割磁感线产生感应电流这一基本问题。但该题从金属棒在导轨平面上匀速滑动时刻的这一特殊状态为起点,层层设问，对考生从题中获取信息和重组信息的能力要求较高，较好地考察了学生的逻辑思维能力。 共5页 第5页