《法拉第电磁感应定律》ppt22

第四节：法拉第电磁感应定律 同步练习
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.消耗的机械功率
D.磁通量的变化量
E.流过导体横截面的电荷量
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、一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈 （ ）
A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小
B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大
C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大
D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小
5、一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 （ ）
A.将线圈匝数增加一倍
B.将线圈面积增加一倍
C.将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向
6、闭合电路中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比（ ）
A、磁通量
B、磁感应强度
C、磁通量的变化率
D、磁通量的变化量
7、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则（ ）
A、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V
B、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 V
C、线圈中的感应电动势始终为2 V
D、线圈中不产生感应电动势
8、如图1所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef为一导体棒，可在ab和cd间滑动并接触良好；设磁感应强度为B，ef长为L，在Δt时间内向左匀速滑过距离Δd，由电磁感应定律E=n可知，下列说法正确的是（ ）
图1
A、当ef向左滑动时，左侧面积减少L·Δd,右侧面积增加L·Δd，因此E=2BLΔd/Δt
B、当ef向左滑动时，左侧面积减小L·Δd，右侧面积增大L·Δd，互相抵消，因此E=0
C、在公式E=n中，在切割情况下，ΔΦ=B·ΔS，ΔS应是导线切割扫过的面积，因此E=BLΔd/Δt
D、在切割的情况下，只能用E=BLv计算，不能用E=n计算
9、在南极上空离地面较近处，有一根与地面平行的直导线，现让直导线由静止自由下落，在下落过程中，产生的感应电动势（ ）
A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断
10、一个200匝、面积为20 cm2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0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ 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.
能力提升：
11、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 （ ）
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法确定
12、如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（ ）
A.减速运动到停止
B.来回往复运动
C.匀速运动
D.加速运动
13、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图4-3-12所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）
14、一个面积S=4×10-2 m2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/s
B、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 V
D、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
15、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出，外力做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2,则（ ）
A、W1B、W1C、W1>W2,q1=q2
D、W1>W2,q1>q2
16、如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以ΔB/Δt的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小为____________________.
17、在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（ ）
A、匀速滑动时，I1=0，I2=0
B、匀速滑动时，I1≠0,I2≠0
C、加速滑动时，I1=0,I2=0
D、加速滑动时，I1≠0,I2≠0
18、如图4-3-10所示，在光滑的绝缘水平面上，一个半径为10 cm、电阻为1.0 Ω、质量为0.1 kg的金属环以10 m/s的速度冲入一有界磁场，磁感应强度为B=0.5 T.经过一段时间后，圆环恰好有一半进入磁场，该过程产生了3.2 J的电热，则此时圆环的瞬时速度为___________m/s；瞬时加速度为___________ m/s2.
19、如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计，则（ ）
A、杆由O到P的过程中，电路中电流变大
B、杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大
C、杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变
D、杆通过O处时，电路中电流最大
20、如图4-3-14所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内.一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r，其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求：
(1)、在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值；
(2)、MN从左端到右端的整个过程中，通过r的电荷量；
(3)、当MN通过圆导轨中心时，通过r的电流是多大？
21、如图所示，两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面，两导轨间距为L，左端连一电阻R，右端连一电容器C，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab与从图中实线位置开始，以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速转动，转90°的过程中，通过电阻R的电荷量为多少？
22．如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50 m，接有电阻R=0.20 Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40 T.一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab的电阻均不计.当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：
（1）ab棒中产生的感应电动势大小；
（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；
（3）若将外力F突然减小到F′，简要论述导体ab以后的运动情况.
23、如图4-3-18所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动.
（1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？
（2）当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大？
（3）线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大？
24、横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合，R1=4 Ω，R2=6Ω，C=30 μF，线圈内阻不计，求：
（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；
（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少
参考答案：
C
DE
CD
C
CD
C
C
8、C
9、C
10、磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，所以
ΔΦ=ΔBSsinθ=（0.5-0.1）×20×10-4×0.5 Wb=4×10-4 Wb
磁通量的变化率=Wb/s=8×10-3 Wb/s
感应电动势E=n=200×8×10-3 V=1.6 V.
答案：4×10-4 8×10-3 1.6
11、C
12、C
13、B
14、A
15、C
16、nL2
17、D
18、根据能量守恒定律，动能的减少等于产生的电热，即 mv2-mv12=E热，代入数据解得：v1=6 m/s.此时切割磁感线的有效长度为圆环直径，故瞬时电动势为E=Blv1，瞬时电流I=，安培力F=BIl，瞬时加速度为a=，整理得：a==0.6 m/s2.
19、D
20、思路解析：导体棒从左向右滑动的过程中，切割磁感线产生感应电动势，对电阻r供电.
(1)、计算平均电流，应该用法拉第电磁感应定律，先求出平均感应电动势.整个过程磁通量的变化为ΔΦ=BS=BπR2，所用的时间Δt=，代入公式E==，平均电流为I=.
(2)、电荷量的运算应该用平均电流，q=IΔt=.
(3)、当MN通过圆形导轨中心时，切割磁感线的有效长度最大，l=2R，根据导体切割磁感线产生的电动势公式E=Blv得：E=B·2Rv，此时通过r的电流为I=.
答案：(1) (2) (3)
21、思路解析：以a为圆心转动90°的过程可分为两个阶段，第一阶段是导体棒与导轨接触的过程；第二阶段是导体棒转动60°以后b端离开导轨以后.
第一阶段导体棒切割磁感线产生感应电动势，因为切割磁感线的有效长度发生变化，所以电动势是改变的，该过程中通过电阻R的电荷量可用平均电动势来求出.该过程中相当于电源的导体棒给电容器C充电.
平均电动势E1=，ΔΦ=BΔS=BL2，通过R的电荷量q1= Δt=.
第二阶段，电容器要对电阻放电，电容器的电荷量完全通过电阻放完.电容器充电的最大电压为E2=B（2L）2ω，此时电容器的充电电荷量为q2=CE2=2BL2Cω.
整个过程通过电阻的总的电荷量为Q=q1+q2=+2BL2Cω.
答案：+2BL2Cω
22、 (1)E=0.80 V (2)F=0.80 N (3)略
23、 (1)ab与cd两边垂直切割磁感线时，Em=BSω
(2)=BSω
(3)BSω
24、解：（1）磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s，B逐渐减弱，
所以E=n=100×0.02×0.2 V=0.4 V
I= A=0.04 A，方向从上向下流过R2.
（2）R2两端的电压为U2=×0.4 V=0.24 V
所以Q=CU2=30×10-6×0.04 C=7.2×10-6 C.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。
（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
①、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
②、有感应电流,是谁充当电源
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？
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？
本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
（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：
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）、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
安排学生实验。（能力培养）
（课件展示）回答以上问题
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 ，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
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。
（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）（课件展示）
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，（同学们可以课下自己证明），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=
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
??⑶感应电动势的方向由 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＝ΔＢＳcosθ则ε＝ΔＢ／ΔtＳcosθ
??当ΔΦ＝ＢΔＳcosθ则ε＝ＢΔＳ／Δtcosθ
??当ΔΦ＝ＢＳΔ(cosθ)则ε＝ＢＳΔ（cosθ）／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？（课件展示）
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
（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θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？
用课件展示如图所示电路，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（ ）
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、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)
??问1：将上题的框架竖直倒放，使框平面放成与水平成30°角，不计阻力，B垂直于框平面，求v？
??问2：上题中若ab框间有摩擦阻力，且μ＝0.2，求v？
??问3：若不计摩擦，而将B方向改为竖直向上，求v？
??问4：若此时再加摩擦μ＝0.2，求v？
??问5：如图所示在问2中的BC中间加ε＝0.3v、r＝0.8Ω的电池，求v？
??问6：上题中若有摩擦，μ＝0.2，求v？
??问7：B改为竖直向上，求v？
??问8：将电池ε反接时的各种情况下，求v？
【学习小结】
1、认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
2、自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
【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
【学习心得】4.4法拉第电磁感应定律
【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唯物主义思想。
（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。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法
【教具准备】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【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）、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？（学生猜测）
（2）探究要求：
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）、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
安排学生实验。（能力培养）
教师引导学生分析实验，（课件展示）回答以上问题
学生甲：穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.
学生乙：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。
学生丙：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：
学生甲：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。
（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）（课件展示）
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，（同学们可以课下自己证明），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＝ΔＢＳcosθ则ε＝ΔＢ／ΔtＳcosθ
??当ΔΦ＝ＢΔＳcosθ则ε＝ＢΔＳ／Δtcosθ
??当ΔΦ＝ＢＳΔ(cosθ)则ε＝ＢＳΔ（cosθ）／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？（课件展示）
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？
用课件展示如图所示电路，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)
??问1：将上题的框架竖直倒放，使框平面放成与水平成30°角，不计阻力，B垂直于框平面，求v？
答案：(2m／s)
??问2：上题中若ab框间有摩擦阻力，且μ＝0.2，求v？
答案：(1.3m／s)
??问3：若不计摩擦，而将B方向改为竖直向上，求v？
答案：(2.67m／s)
??问4：若此时再加摩擦μ＝0.2，求v？
答案：(1.6m／s)
??问5：如图所示在问2中的BC中间加ε＝0.3v、r＝0.8Ω的电池，求v？
答案：(20m／s)
??问6：上题中若有摩擦，μ＝0.2，求v？
??问7：B改为竖直向上，求v？
??问8：将电池ε反接时的各种情况下，求v？
【课堂小结】
1、让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
2、认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
3、让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
【板书设计】
第四节：法拉第电磁感应定律
一、感应电动势
二、电磁感应定律
1．内容
2．表达式E=nΔΦ/Δt：求平均电动势
E=BLV ： V为瞬时值时求瞬时电动势，V为平均值求平均电动势
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＝ΔＢＳcosθ则ε＝ΔＢ／ΔtＳcosθ
??当ΔΦ＝ＢΔＳcosθ则ε＝ＢΔＳ／Δtcosθ
??当ΔΦ＝ＢＳΔ(cosθ)则ε＝ＢＳΔ（cosθ）／Δt
【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
【课后反思】
让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总
结，然后请同学评价黑板上的小结内容。让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。(共21张PPT)
第四节：法拉第电磁感应定律
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？
（1）.闭合回路
（2）.磁通量发生变化
2、恒定电流中，电路中存在持续电流的条件是什么？
（1）.电路闭合
（2）.电源提供电动势
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？
由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向
新课提问
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？
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．
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, 电路中是否都有电流 为什么
②、有感应电流,是谁充当电源
③、若图中电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？
有，因磁通量有变化 ．
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。
电路断开，肯定无电流，但有电动势。
1.在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势
2.产生感应电动势的那部分导体相当于电源．
4.感应电动势与感应电流:
感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势．
思考与讨论
感应电动势的大小跟哪些因素有关？
探究感应电动势大小的影响因素
（1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测）
（2）探究要求：
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）、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？
实验一:
实验二：
实验三：
Φ变化
产生E
产生I
总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。
Φ变化的快慢不同
Φ都发生了变化
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？
实验分析:
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看
从结果上看
相同
不同
都产生了I
产生的I大小不等
当磁通量变化相同时,所用时间越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
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.
分析与论证
结论
磁通量的变化率
区别:
磁通量φ、磁通量变化ΔΦ、
磁通量： φ表示穿过某一面积的磁感线的条数
磁通量变化：△φ=φ2—φ1
磁通量变化率：
磁通量的变化率
1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比．
二、法拉第电磁感应定律：
2、数学表达式
（国际单位时）
问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝？
若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：
注意：公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.
三、导体作切割磁感线运动感应电动势计算
例题1：如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，导轨宽为Ｌ，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势.
解：回路在时间Δt内增大的面积为：
ΔS=LvΔt
产生的感应电动势为：
穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS
=BLvΔt
（V是相对于磁场的速度）
a’
b’
E=BLV (B,L,V两两垂直)
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × × × × × ×
G
a
b
v
o
m
θ
v
B
V1
=Vsinθ
V2
=Vcosθ
若导体斜切磁感线
（θ为v与B夹角）
（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）
说明：
1、导线的长度L应为有效长度
2、导线运动方向和磁感线平行时，E=0
3、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）
P=w/t 一般表达式 对应一段时间 求平均值
E=ΔΦ/Δt 一般表达式 对应一段时间 求平均值
P=FV 导出式 对应瞬时速度
对应平均速度 求瞬时值
求平均值
E=BLV 导出式 对应瞬时速度
对应平均速度 求瞬时值
求平均值
公式的比较
例题2：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
D
例3
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
小结：
1.产生感应电动势的条件
2.感应电动势的大小:
E = B L V
作业:
课后练习P17: 1、2、3、4、5
练习１、 在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一个面积为0.1m2的圆环。在0.2s内磁场的磁感应强度由0增大到0.3特，求圆环中的平均感应电动势。
解：已知Δt＝0.2s　　ｎ＝１
原磁通量Φ１=B1S=0 现磁通量Φ２=B2S=0.03Ｗｂ
ΔΦ＝ Φ２－ Φ１＝0.03Ｗｂ
由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt
代如数值可得Ｅ＝0.15Ｖ