4.4_《法拉第电磁感应定律》学案

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1、4.4《法拉第电磁感应定律》导学方案2011年2月22日编写者杨洪涛3课时学习要求1.了解感应电动势，知道产生感应电动势的那部分导体相当于电源2.知道感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关3.理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，能区别磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率三个概念4.理解法拉第电磁感应定律，掌握表达式5.知道导体垂直切割磁感线运动时产生的感应电动势的表达式，并能进行简单的计算6.会用法拉第电磁感应定律解决简单的实际问题学习重点1.会用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小2.会用E=Blv或E=Blvsinθ计算

2、导体切割磁感线时的感应电动势学习难点了解反电动势［课前预习］1.穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会有感应电流。闭合电路中有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路不闭合，虽然没有感应电流，但电动势仍然存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫______________,产生感应电动势的那部分导体相当于___________.2．法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟_______成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈，且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同，则整个线圈产生的感应电动势大小E=。3．直导线在匀强磁

3、场中做切割磁感线的运动时，如果运动方向与磁感线垂直，那么导线中感应电动势的大小与、和三者都成正比。用公式表示为E=。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一夹角θ，我们可以把速度分解为两个分量，垂直于磁感线的分量v1=vsinθ,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线，对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为E=Blvsinθ。4．应该知道：用公式E=nΔΦ/Δt计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式E=Blv计算电动势的时候，如果v是瞬时速度则电动势是瞬

4、时值；如果v是平均速度则电动势是平均值。5.公式E=nΔΦ/Δt是计算感应电动势的普适公式，公式E=Blv则是前式的一个特例。学习过程第一课时一、电磁感应定律内容：电路中的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。表达式1：　　①由于n匝线圈可以看成n个单匝线圈串联，就像n个电池串联一样故整个线圈的感应电动势为：表达式2：　　　②注意：这几个公式只表示感应电动势的大小，不涉及它的正负，计算时ΔΦ应取绝对值，而感应电流的方向用楞次定律去判断。理解：.E的大小与ΔΦ无关，与线圈的匝数n成正比，与磁通量的变化率ΔΦ/∆t成正比②不管

5、电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势，若电路是闭合的，就会有感应电流产生求感应电动势的平均值时，一定要用公式求解④磁通量的变化率在大小上等于单匝线圈产生的感应电动势.⑤计算电动势时，常有以下两种情况：E=n∆B.S/∆t.面积不变，磁感应强度发生变化；E=nB.∆S/∆t面积改变，磁感应强度不变。⑥.产生感应电动势的那部分导体相当于电源［例题1］如图所示，L是用绝缘导线绕制的线圈，匝数为100，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5秒内把磁铁的一极插入螺线管，这段时间里穿过每匝线圈的磁

6、通量由0增至1.5×10－5Wb。这时螺线管产生的感应电动势有多大？如果线圈和电流表总电阻是3欧，感应电流有多大？注意：向线圈插入磁铁的过程中，磁通量的增加不会是完全均匀的，可能有时快些，有时慢些，因此我们这里算出的磁通量变化率实际上是平均变化率，感应电动势和感应电流也都是平均值。　[例题2]如图4-4-2所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：（1）线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。（2）线圈在1s末时的感应电动势大小。　　

7、解析：初始时线圈平面与磁感线平行，所以穿过线圈的磁通量为零，而1s末线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，故有磁通量变化，有感应电动势产生。（1）只要用E=ΔΦ/Δt来进行计算平均电动势。　　　E=ΔΦ/Δt=0.5×0.1×0.1/1=0.005V。(2)1s末的感应电动势是指瞬时值，应该用E=BLvt来进行计算。　　当线圈转了1s时，恰好转了90°，此时线圈的速度方向与磁感线的方向平行，线圈的BC段不切割磁感线（或认为切割磁感线的有效速度为零），所以线圈不产生感应电动势，E=0。　　拓展：要把握感应电动势计算公式E=nΔΦ/Δt的条件。

8、公式目前只能用来计算一段时间内的平均值。E=BLv公式中的v是与磁感线垂直的有效切割速度，在这个前提下再来考虑v是即时值还是平均值就可以求解电动势的即时值或平均值。［跟踪练习］　　1.法拉第电磁感应定律可以