44法拉第电磁感应定律（一）.doc

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1、4.3 法拉第电磁感应定律（一）教学目标.知道感应电动势，及决定感应电动势大小的因素。.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区分、3、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4、知道E=BLvsin如何推得5、会用E=n【自主学习】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？【探究】一、对感应电动势的探究1、问题：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问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？有感应电流，是谁充当电源？线圈既然是电源，就一定

2、有 ，同时线圈的电阻即为电源的 阻。上图中若电路是断开的，有无感应电流？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？二、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？2、探究要求：将条形磁铁迅速和缓慢插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢地插入和拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅。3、探究问题：问题1：在实验中，电流表偏转的原因是什么？问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势大小有什么关系？问题3：在实验中，快速和慢速效果有什

3、么相同和不同？4、探究过程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。三、法拉第电磁感应定律1.磁通量变化的快慢可以用磁通量的 来表示。2.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 成正比，这就是法拉第电磁感应定律。推导法拉第电磁感应定律的表达式：设t1时刻穿过回路的磁通量为1，t2时刻穿过回路的磁通量为2，在时间t=t2t1内磁通量的变化量= ，磁通量的变化率为 .设感应电动势为E，则E=k。在国际单位制中，电动势单位是 （V），磁通量的单位是 （Wb），时间单位是秒（S），可以证明式中比例系数k=1，则上式可以写

4、成：E= .3.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，这相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为E= 。4.法拉第电磁感应定律（1）内容：感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比。（2）数学表达式：E= （3）定律的理解： 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比 感应电动势的方向由 定律来判断5、特例导线切割磁感线时的感应电动势如图所示电路，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？解析：设在t时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线

5、框面积的变化量为S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt根据法拉第电磁感应定律，得这是导体切割磁感线是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）导体的长度L应为有效长度（3）导体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感就为平均值（瞬时值）问题：导体的运动方向跟磁感线有一个夹角，感应电动势可用上面的公式吗？如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒垂直B、v所在的平面，导体的速度v的方向跟磁感线有一个夹角，求产生的感应电动势。强调：在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是 （T），米（m）、米每秒（m/s），指v与

6、B的夹角。6、公式比较与功率的两个公式比较得出：E=：求 感应电动势。E=BLv：v为瞬时值时求 感应电动势，v为平均值时求 感应电动势。【典型例题】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

7、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R0.2，不计阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。 跟踪练习：两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成角放置，两导轨间距为L.，M、P两点间接有阻值为R.的电阻。一根质量为m.的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B.的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。BRabMNPQ求ab杆下滑的最大速度vm；【拓展延伸】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.

8、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.磁通量的变化量 D.流过导体横截面的电荷量 E.消耗的机械功率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5、一个N匝的圆线

9、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、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7、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8、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 ，R2=6，C=30 F，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?