物理·选修1－1(粤教版)
第二节 电磁感应定律的建立
?达标训练
1．首先发现电磁感应规律的科学家是( )
A．法拉第 B．奥斯特
C．赫兹 D．麦克斯韦
答案：A
2．关于闭合电路中的感应电动势E、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率之间的关系，下列说法中正确的是( )
A．Φ＝0时，E有可能最大
B.＝0时，E可能不等于零
C．Φ很大时，ΔΦ一定很大
D.很大时，ΔΦ一定很大
解析：Φ＝0时，磁通量的变化率有可能很大，所以感应电动势E有可能很大，选项A正确；＝0时，也就是磁通量的变化率为零，所以E一定等于零，B选项错误；Φ很大时，ΔΦ不一定很大，甚至有可能等于零，C选项错误；很大时，有可能是因为Δt很小，不一定ΔΦ很大．
答案：A
3．将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的相同位置处，不发生变化的物理量是( )
A．磁通量的变化率
B．感应电动势的大小
C．磁通量的变化量
D．感应电流的大小
解析：一条形磁铁插入同一个闭合线圈，闭合线圈中磁通量的变化量相同，第一次快插所用的时间少，磁通量变化快，磁通量的变化率大，所以产生的感应电动势大，感应电流也大，因此A、B、D选项错误，C选项正确．
答案：C
4．下面说法正确的是( )
A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就越大
B．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大
C．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就越大
D．线圈放在磁场越强的地方，线圈中产生的感应电动势就越大
解析：由法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小和变化量无关，选B.
答案：B
5．关于电磁感应，下列说法中正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零
C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大
D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
答案：D
6．将一条形磁铁分两次插入同一闭合线圈中，两次插入的时间之比为2∶1，则两次( )
A．产生的感应电动势之比为2∶1
B．产生的电动势之比为1∶2
C．产生的电动势之比为1∶1
D．无法确定
答案：B
7．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb，则( )
A．线圈中感应电动势每秒钟增加2 V
B．线圈中感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势保持不变
解析：穿过该单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则磁通量的变化率是恒定的，线圈中产生的感应电动势大小不变，D选项正确．
答案：D
磁 生 电
法拉第最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出.1821年，他在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后，被这一新的学科领域深深吸引．他刚刚迈入这个领域，就取得重大成果——发现通电流的导线能绕磁铁旋转，从而跻身著名电学家的行列．因受苏格兰传统科学研究方法影响，通过奥斯特实验，他认为电与磁是一对和谐的对称现象．既然电能生磁，他坚信磁亦能生电．经过10年探索，历经多次失败后，1831年8月26日终于获得成功．这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电(或断电)的瞬间，在另一组线圈获得的感生电流，他称之为“伏打电感应”．尔后，同年10月17日完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验，他称之为“磁电感应”．经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来．
课件13张PPT。
第二节 电磁感应定律的建立目标导航预习导引目标导航预习导引二一一、探究感应电动势大小与磁通量变化的关系
1.探究实验
(1)当螺线管中的磁通量变化所用的时间相同时,磁通量变化越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大.
(2)当螺线管中的磁通量变化量相同时,磁通量变化所用的时间越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大.
2.磁通量的变化率:磁通量的变化率是表示磁通量的变化快慢,用
表示,其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示变化ΔΦ所用的时间.vvvvv目标导航二一预习导引vvvv迁移应用典题例解知识精要1.实验表明:感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关,磁通量变化越快,感应电动势就越大.
2.磁通量的变化率
磁通量的变化率即为磁通量的变化快慢,用 表示,其中ΔΦ是磁通量的变化量,ΔΦ=Φ2-Φ1,Δt是磁通量改变ΔΦ所用的时间.
提醒：变化率在描述各种变化规律过程中起着非常重要的作用,变化率表示变化的快慢,但不表示该物理量变化的大小.典题例解知识精要3.法拉第电磁感应定律的内容
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
4.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势.理解时注意:①不管电路是否闭合,只要穿过的磁通量发生变化,都产生感应电动势;②产生感应电动势的那部分导体就相当于电源;③有感应电流必须电路闭合,其大小不仅与感应电动势的大小有关,还与闭合电路的电阻有关.因此,反映电磁感应的本质是感应电动势.迁移应用知识精要典题例解【例题】 关于感应电动势的大小,下列说法正确的是 ( )
A.穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大
B.穿过闭合回路的磁通量为零时,其感应电动势一定为零
C.穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定为零
D.穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定不为零
解析:磁通量大小与感应电动势大小不存在内在的联系,故A、B错误;当磁通量由不为零变为零时,闭合回路的磁通量一定改变,一定有感应电流产生,有感应电流就一定有感应电动势,故C错D对.
答案:D迁移应用知识精要典题例解迁移应用知识精要迁移应用典题例解1.关于电磁感应的下列说法中正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零
C.穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
解析:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大.
答案:D知识精要迁移应用典题例解2.当穿过线圈的磁通量发生变化时,则有( )
A.线圈中一定有感应电流
B.线圈中不一定有感应电动势
C.感应电动势的大小与线圈的电阻有关
D.如有感应电流,则其大小与线圈的电阻有关
解析:感应电流产生的条件:①闭合回路;②磁通量变化.所以仅根据磁通量变化无法确定是否有感应电流产生.选项A错误.感应电动势产生条件是磁通量变化,故选项B不正确.据法拉第电磁感应定律知感应电动势E与 成正比,与电阻无关,选项C错.而I感= 与电阻有关,选项D正确.
答案:D案例探究方法规律磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd与竖直方向成θ角.将abcd绕ad轴转过180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )
A.0
B.2BS
C.2BScosθ
D.2BSsinθ解析:开始时穿过线圈平面的磁通量为:Φ1=BScosθ.
则后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BScosθ,则磁通量的变化量为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ.
答案:C案例探究方法规律1.磁通量Φ:等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,即Φ=BS,它的意义可以形象地用穿过某一面积的磁感线的条数表示.
2.磁通量的变化量ΔΦ:是指回路在初末两个状态磁通量的变化量,ΔΦ=Φ2-Φ1.ΔΦ与某一时刻回路的磁通量Φ无关.当ΔΦ≠0时,回路中要产生感应电动势,但是ΔΦ不能决定感应电动势E的大小.
3.磁通量的变化率 :表示的是磁通量变化的快慢,它决定了回路中感应电动势的大小.第二节 电磁感应定律的建立
知识目标:
1、知道什么叫感应电动势？
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、ΔΦ/Δt。
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E=nΔΦ/Δt和E=Blvsinθ解决问题。
方法与技能：
1、培养学生对实验观察、分析、总结能力。
2、通过Φ 、ΔΦ、ΔΦ/Δt与 v、Δv 、Δv/Δt 的对比，培养学生建立知识网络，知识类比能力。
情感、态度、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，找出共性与个性的辨证唯物主义思想。
2、介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象。激发学生为科学献身的精神。
教学难点：通过实验归纳得出法拉第电磁感应定律
教学重点：法拉第电磁感应定律
教学时间:06年12月26日
教学过程:
引入：上节课研究电磁感应现象时做了三个实验：如图
问：
1、闭合导线的一部分在磁场中运动一定能产生感应电流吗？
2、磁通量的变化有几种形式呢？
3、从电路知识分析，回路有电流的条件？
闭合回路产生感应电流的本质是什么？
演示实验：
磁铁上下移动，电流表指针有偏转，且偏转不同表示感应电流不同，产生了电磁感应现象。
问：电路中的电阻是否发生变化？
电路中的电流发生变化由什么引起的？
把电路断开，电流表没有偏转，是不是就不存在电磁感应现象了呢？
得出：一、有感应电动势是电磁感应现象的本质。
问：上述三个实验中哪部分相当于电源？
问：感应电动势的大小与哪些因素有关？
学生实验（微机辅助）：
利用器材怎样使感应电动势加大？
怎样使感应电动势最小？
磁通量的变化量相同时怎样增大感应电动势？
用的时间相同时怎样增大感应电动势？
提问：实验探究得到得结论
教师对学生实验汇总演示：
实验一：条形磁铁快插、慢插。
提醒两次磁通量变化相同，不同的是时间。
实验二：一条条形磁铁与两条条形磁铁从同一高度下落，以近似相等的速度穿过同一线圈。
提醒两次时间相同，磁通量变化不同。
实验三：一条条形磁铁分别以近似相等的速度穿入匝数不同的线圈。
两线圈同向连接、反向连接
提醒感应电动势与线圈匝数有关。
总结得出：
在国际单位制中K=1
由实验三：
二、法拉第电磁感应定律
1、表达式：（简介法拉第生平）
2、几种形式：
S不变，B变：——感生电动势 如图2、图3
B不变，S变：——动生电动势 如图1
3、区分 类比：
φ V
Δφ——E有无 ΔV——a有无
Δφ/Δt——E大小 ΔV/Δt——a大小
三、例题
1、如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中线框平面与磁场方向垂直设线框可移动部分的长度是L，以速度 v 向右运动是求出感应电动势的大小
1、磁通量会有变化吗？变化量是多少？
2、由法拉第电磁感应定律得出感应电动势是多少？
E=BLV(条件:三垂直,即B⊥V,V⊥L,L⊥B 匀强磁场)
B 、 L 、 v 的方向满足什么关系？
说明：由于速度具有瞬时性所以此感应电动势具有瞬时性
2、演示观察线圈在条形磁铁外部运动时产生的感应电动势情况
课后思考与拓展:
1、区别 和E=BLV ？
2、查阅有关书籍进一步了解法拉第在电磁学方面做的实验及对物理学的贡献。
小节：
1、感应电动势
2、磁通量变化率
3、法拉第电磁感应定律内容
数学表达式
n 匝线圈时
4、导体在匀强磁场中切割磁感线时的感应电动势
法 拉 第
法拉第是19世纪电磁学领域最伟大的物理学家。提出场的概念,引入电场线、磁场线、预见了电磁作用的波动性等。
法拉第1791年生于伦敦一个贫寒铁匠家庭。13岁在一家书店当装订书籍的学徒。他异常勤奋，挤出一切休息时间力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还工工整整地作读书笔记。并根据书上的介绍做一些简单的实验。
1812年，有人送给他一张票，去听皇家研究院主任戴维演讲，他抓住了人生中最重要的一次机会。他仔细听讲，做笔记、精心整理出来并附上插图，送给戴维，请求戴维帮他在研究远安排一个工作，戴维对他很满意。次年2月，法拉第做了戴维的助手。1813年戴维应邀到欧洲大陆各国做学术访问，带法拉第同行，使法拉第大开眼界，使法拉第如饥似渴吸收各种新知识。
法拉第为人和蔼、文雅、谦虚而自尊、热爱大自然的美，他生活简朴，不尚华贵，以致有人到皇家学院实验室作实验时错把他当作守门的老头。多次谢绝升官发财的机会。“一方面可以的到十五万镑的财产，一方面是完全没有报酬的学问，要在这两者之间去选择一种。他却选定了第二种。”这就是这位铁匠的儿子、订书匠学徒的郑重选择。
1867年在伦敦逝世，照他的遗愿墓碑上只刻有他的名字和出生年月。
为了纪念他的伟大贡献，1881年在巴黎召开的第一界国际电学会议决定，用他的姓氏作为电容单位——法拉。
