法拉第电磁感应定律

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1、16.21法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小一、教学目标1．理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用。2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别。3．理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用。4．知道公式E=BLvsinθ是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。5．通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步揭示电与磁的关系，培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。二、重难点分析1．重点：理解感

2、应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用2．难点：培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力三、教学方法：实验+启发式四、教具：投影仪、投影片、演示电流计、线圈、磁铁、导线等。五、教学过程：（一）引入新课（复习）：1、产生感应电流的条件是什么？（学生思考并回答）2、闭合电路中产生持续电流的条件是什么？（学生思考并回答）在电磁感应中，有感应电流说明有感应电动势存在，让我们一起来研究感应电动势的产生。（二）进行新课1．感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源。（投影课本图

3、16—4、16—5）学生思考回答：哪部分相当于电源？教师提示：（1）在电磁感应现象中，不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。（2）当电路闭合时，电路中才可能产生感应电流，其强弱取决于感应电动势的大小和闭合电路的电阻。（3）当电路断开后，没有感就电流，但仍有感应电动势。感应电动势的大小与哪些因素有关？实验一：（图见课本图16—5）将磁铁迅速插入和慢慢插入时，学生观察。①电流计偏转的角度有何不同？反映电流大小有何不同？感应电动势大小如何？（学生思考并回答）②将磁铁迅速插入和慢慢

4、插入时，磁通量的变化是否相同？（学生思考并回答）③换用强磁铁，迅速插入，电流表的指针偏转如何？说明什么以上现象说明什么问题？小结：（1）磁通量变化越快，感应电动势越大，在同一电路中，感应电流越大，反之，越小。（2）磁通量变化快慢的意义：①在磁通量变化△Φ相同时，所用的时间△t越少，即变化越快；反之，则变化越慢。②在变化时间△t一样时，变化量△Φ越大，表示磁通量变化越快；反之，则变化越慢。③磁通量变化的快慢，可用单位时间内的磁通量的变化，即磁通量的变化率来表示。a1b2cdvab实验二：（如图课本16-16）

5、磁通量的变化率也可以用导体切割磁感线的快慢（速度）来表示。（即速度大，单位时间内扫过的面积大）导体ab迅速切割时，指针偏转角度大，反映感应电流大，感应电动势大；导体慢慢切割时，指针偏转角小，反映电流小，感应电动势小。由两实验得：感应电动势的大小，完全由磁通量的变化率决定。2．法拉第电磁感应定律：（1）磁通量的变化率即磁通量的变化快慢，用△Φ/△t表示，其中△Φ=Φ2－Φ1，△t=t2－t1，（2）法拉第电磁感应定律的内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。（3）公式（感应电动势的大小）E

6、=k△Φ/△t，其中k为比例常数当式中各量都取国际单位制时，k为1若闭合线圈是一个n匝线圈，相当于n个电动势为△Φ/△t的电源串联，此时E=n△Φ/△t注意：A、电动势的单位是V，讨论1V=1Wb/s。B、磁通量的变化率△Φ/△t与Φ、△Φ无直接的决定关系。C、引起△Φ的变化的原因有两：△Φ=△B·S，△Φ=B·△S所以E=△Φ/△t也有两种：即E=△B·S/△t、E=B·△S/△t3．推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式（学生自已推导）如图，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，磁感应强度为B，线

7、框平面跟磁感线垂直，线框可动部分ab的长度是，运动速度的大小是v，速度方向跟ab垂直，同时也跟磁场方向垂直。a1b2cdvab这个问题中，穿过闭合回路中的磁通量发生变化是由矩形的面积变化引起的，因此我们先计算Δt时间内的面积变化量ΔS。在Δt时间内，可动部分由位置ab运动到a1b1，闭合电路所包围的面积增量为图中阴影部分，而aa1的长度正好是Δt时间内导体ab运动的距离vΔt，因此ΔS＝vΔtΔφ＝BΔS＝BvΔt所以：　　③这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动

8、势等于磁感应强度B、导线长度、导线运动速度v的乘积。式中的速度v如果瞬时速度，则求得电动势就是瞬时电动势，如果是平均速度，则求得的E就是平均电动势。注意：此式适用于B、L、v两两垂直时，若不是呢，此式应怎样修正？E=BLvsinθ【例题】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通量由0增