法拉第电磁感应定律

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1、沂水四中2011-2012学年度第二学期高二、物理*选修3-2*讲案编写：审核：周次上课时间2012-2-14课型新授课课题第四节、法拉第电磁感应定律学习目标1、知道感应电动势的概念，以及决定感应电动势大小的因素2．知道反电势的概念及其作用．3．理解法拉第电磁感应定律的内容，掌握不同条件下感应电动势的表达式．(难点)I学习重点法拉第电磁感应定律学习难点感应电动势的求解表达式·教学过程·※问题探究一、感应电动势(重点；理解)1、感应电动势的定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势．2、产生感应电动势的部分导体的电路特点产生感应电动势

2、那部分导体相当于电源，如图4—59甲所示，当向右把线框abcd边从磁场中拉出来的过程中，ab边在做切割磁感线运动。则ab边相当于电源．如图4一59乙所示，当开关S闭合或断开的瞬间，螺线管B中的磁通量发生变化．而使螺线管B及与B相连的整个闭合电路中有感应电流，则螺线管B相当于电源．如图4—59丙所示，当条形磁铁插入圆形线框a的过程中，线框a的周围各部分都在切割磁感线,则线框a整体相当于电源．3、产生感应电动势的条件a条件：不论电路闭合与否．只要穿过它的磁通量发生变化，就会产生感应电动势．b理解：产生感应电流必存在感应电动势，产生感应电动势

3、的那部分导体相当于电源，电路断开时没有感应电流，但感应电动势依然存在．【典例1】下列有关感应电动势的说法正确的是()A．只要穿过导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电动势产生B．有感应电动势，就一定有感应电流C．有感应电流，就一定有感应电动势D．以上说法都不对※问题探究二、感应电动势的大小法拉第电磁感应定律1、定律内容闭合导体回路中感应电动势的大小，跟穿过这一导体回路的磁通量的变化率成正比，即．在国际单位制中，E的单位为V，的单位为Wb，△t的单位为s．6第页2、对电磁感应定律的五点理解a、感应电动势E的大小取决于穿过闭合导体回路的

4、磁通量的变化率，而与的大小和的大小都没有必然的关系，与导体回路的电阻R也无关；感应电流的大小与E和回路的总电阻R有关．b磁通量的变化率是一t图象上某一点切线的斜率．c若穿过线圈的磁通量发生变化，且线圈的匝数为n,则感应电动势的表达式为d在高中阶段所涉及的磁通量发生变化有三种方式：一是磁感应强度不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，，此时；二是垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化．，此时．其中叫磁感应强度的变化率，等于B—t图象上某点切线的斜率；三是磁感应强度和线圈的面积均不变，而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动，此时e公式中，若取一

5、小段时间，则E为这段时间内的平均值．当磁通量的变化率不是均匀变化时，平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术平均值．若趋近于零时，则E为瞬时值．此式多用于求电动势的平均值．【典例2】一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30。角，若磁感应强度在0．05s内由0．1T增加到0．5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是Wb，磁通量的平均变化率是Wb／s，线圈中的感应电动势的大小是V※问题探究三、导体切割磁感线时的感应电动势1、推导过程：如图4—60所示，当导体棒由以ab位置经时间△t匀速运动到a1b1位置

6、时，闭合导体回路的面积的变化量，穿过闭合回路的磁通量的变化量，所以．如果是n匝线圈的一边在磁场中切割磁感线运动时，有2、应用此式时应注意的问题a此式只适用于B，l，V三者相互垂直的情况．若不垂直，应求出垂直分量，如图4—61所示，则．b此式一般用于求感应电动势的瞬时值，特别是V或6第页l变化的情况．c在公式E=Blv或中，l是指有效切割长度．如图4-62所示，直径为l的半圆形导线垂直切割磁感线运动时，感应电动势，而3、导体不垂直切割磁感线a、，不垂直1时的感应电动势的求法.如图4-63所示，匀强磁场的磁感应强度为B，长为1的金属棒ab在

7、垂直于B的平面内运动，速度v与1成角，求金属棒ab产生的感应电动势.如图4-64甲所示，1沿与v垂直的方向投影为ac，其长，可称为有效切割长度，这样就满足，的条件，可得,也可由图4-64乙，所示的方法，把v沿与1垂直和平行两方向分解，平行分速度对切割磁感线没有贡献，起作用的是垂直分速度，这样也满足，的条件，可得可称为有效切割速度.b、导线的运动方向跟导线长度1垂直，但跟磁场方向存在夹角时的感应电动势的求法(即，，但不垂直于B)如图4-65所示，可把速度分解为与B垂直的分速度和平行的分速度不切割磁感线，这样，就满足成立的条件，得也称为有效

8、切割速度.c、对的说明.:不论v与1有夹角或与B有夹角(其他都相互垂直)，所产生的感应电动势都可写成，如果B，1，v中任意两个量平行，则导体在磁场中运动时不切割磁感线，4、导体棒转切割时的感应电动势如图4-