法拉第电磁感应定律中学教育高考中学教育中学课件.pdf

《法拉第电磁感应定律中学教育高考中学教育中学课件.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《法拉第电磁感应定律中学教育高考中学教育中学课件.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四节 法拉第电磁感应定律 【教学过程】一、导入新课 问题：电路中存在持续电流的条件是什么?闭合电路；有电源。问题：什么叫电磁感应现象?不论用什么方法同，只要闭合电路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流的现象。强调：闭合电路；磁通量变化。问题：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在。在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势。如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻。如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在。那

2、么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？今天我们就来研究这个问题。二、新课教学 1、感应电动势 在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。(CAI 课件展示出下面两个电路图，引导学生找出电磁感应中相当于电源的那部分导 体)对比这两种情况，共同点之一都闭合。前者有电源，后者也应有电源，螺线管就相当于电源，也存在电动势。(1)定义 在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势。从低电势位置指向高电势位置。(2)产生感应电动势的条件 穿过回路的磁通量发生变化。(3)物理意义 不论电路是否闭

3、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。感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。(4)方向规定 内电路中的感应电流方向，为感应电动势方向。2、法拉第电磁感应定律 (1)磁通量变化率 单位时间内磁通量的变化量，即 反映磁通量变化的快慢。t 等于零，t不一定等于零，看图像的切线斜率。(讨论：、的关系，重 t 点说明它们的区别 )(2)与感应电动势大小有关的因素 问题：感应电动势跟什么因素有关?重新演示前节课中的三个实验，用 CAI 课件展示出这三个电路图，同时提出下面的问 题供学生思考：第 1 页 图 164 图 165?图 166 在实验中，电流表指针偏转的原因是什么 穿过电路

4、 变化 产生 E 产生 I。电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?由全电路欧姆定律知 I E，当电路中的总电阻一定时，E 感越大，I 越大，指针偏 R r 转越大。在图 16 5 的实验中，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?磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。在图 16 4 的实验中，用线圈代替单根导体棒，导体运动越快，越大，I 越大，E t 越大；在图 16 5 的实验中，将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或 (拔出)时，大，I t 大，E 大；在图 16 5 的实验中，K 断开或闭合，比 K 闭合时移动滑动变阻器滑片，变 化快，大，I 大，E 大

5、。t 总结：越大，E 越大。t (3)法拉第电磁感应定律 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成正比。这就是法拉第电磁感应定律。公式 设 t1 时刻磁通量为 1，t2 时刻磁通量为 2。在 t t2 t1 时间内磁通量变化量 2 1。t 内磁通量的变化率为。设感应电动势为 E，则有 t E k t 其中 k 为比例常数。在国际单位制中，上式中各量的单位都已确定：E 的单位是伏特 （V），的单位是韦伯（Wb），t 的单位是秒（s）。同学们可以自己证明 1V 1Wb/s，上式中的 k1，所以 E t 在实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用多匝线圈。设闭合电路是一个

6、n 匝线圈，可以看作是由 n 个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的 n 倍，即 E n t 思考与讨论：引起磁通量变化因素？磁感应强度 B 不变，面积 S 变化；面积 S 不变，磁感应强度 B 变化；面积 S 和磁感应强度 B 都变化，B 2S2 B1 S1。中学阶段一般不处理这类问题，第 2 页 描写个字吴双耳孙正确流利地朗读课文做到不加字不漏字不改字按标点停顿尝试读出问答句的不同语气初步学习根据字的组合区别同音字和音近字学会介绍自己的姓初步了解复姓感受中华姓氏的多样教学重点难点认识本课生字个胡导入同学们你们第一次见到张老师的时候很多同学都问我老师你姓什么今天我们就要来

7、学习一篇关于姓氏的课文它的名字叫你姓什么板书课题看老师书写课题女的横不能超过撇学习姓读准后鼻音用什么好方法来记住它学生介绍姓名名姓是我们每个人自己家族的符号你姓李我姓张他姓王我们国家有亿人口就会有很多很多的姓二朗读课文学习生字一整体感知圈画姓氏看动画数姓氏观看课文动画数数课文中介绍了几个姓可以用手指来计数读课文圈姓氏请小朋友们但当 B 2S2 B1S1 时，E 0。3、导体做切割磁感线运动时的感应电动势 (1)导体切割磁感线的速度方向与磁场方向垂直 ab 处于匀强磁场中，磁感应强度是 B，ab 推导：如图所示，闭合线圈中一部分导体 以速度 v 匀速切割磁力线，求产生的感应电动势。(屏幕上打出

8、)在 t 时间内，线框的面积变化量：S Lvt 穿过闭合电路的的磁通量的变化量：BS 代入公式 E 中，得到 t EBLv (2)导体切割磁感线的速度方向与磁场方向有一个夹角 当导体运动方向与磁感线方向有一个夹角 时，可以把速度分解为两个分量：垂直于 磁感线的分量 v vsin 和平行于磁感线的分量 v vcos。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生感应电动势。感应电 动势的表达式为：EBLv BLvsin 可见，导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度 B、导线长度 L、运动速度 v 以及运动方向和磁感线方向的夹角 的正弦 sin 成正比。证明 q=/R 例题

9、：(2019 年上海)如图所示固定于水平面上的金属框 cdef，处在竖直向下的匀强磁 场中，金属棒 ab 搁在框架上，可无摩擦滑动。此时 abed 构成一个边长 L 的正方形，棒电 阻 r，其余电阻不计。开始时磁感应强度为 B。(1)若以 t 0 时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为 k，同时保持棒静止，求棒中 的感应电流 I；(2)在上述情况中，棒始终保持静止，当 t t1 时需加垂直于棒的水平外力 F?(3)若从 t 0 时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度 v 向右匀速运动，可使棒 中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化?2 解析：(1)E B L kL 2 t I E kL

10、 2 ，逆时针方向。r r kL 2(2)F 外 BIL (B kt)L，方向向右。r (3)没有感应电流，故 0，则有 B 0L 2 BL(L v t)所以 B B0L2 L vt (3)说明 根据 E 求出的一般是 t 时间内的平均感应电动势。只有当 t 0 时，求出的 t 才是瞬时感应电动势。根据 E BLv BLvsin，如果用平均量代入，求出的平均感应电动势。用对应的瞬时量代入，求出的是瞬时感应电动势。在 B、L、v 中如果有任意两个量平行，都不会切割磁感线，感应电动势都等于零。第 3 页 描写个字吴双耳孙正确流利地朗读课文做到不加字不漏字不改字按标点停顿尝试读出问答句的不同语气初步

11、学习根据字的组合区别同音字和音近字学会介绍自己的姓初步了解复姓感受中华姓氏的多样教学重点难点认识本课生字个胡导入同学们你们第一次见到张老师的时候很多同学都问我老师你姓什么今天我们就要来学习一篇关于姓氏的课文它的名字叫你姓什么板书课题看老师书写课题女的横不能超过撇学习姓读准后鼻音用什么好方法来记住它学生介绍姓名名姓是我们每个人自己家族的符号你姓李我姓张他姓王我们国家有亿人口就会有很多很多的姓二朗读课文学习生字一整体感知圈画姓氏看动画数姓氏观看课文动画数数课文中介绍了几个姓可以用手指来计数读课文圈姓氏请小朋友们4、反电动势 思考与讨论：如右图所示，电动机线圈中的电流方向以及 ab、cd 两个边受力

12、的方向都表明。既然线圈在磁场中运动，电动 机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？巩固练习 1、一个 200 匝、面积 200cm 2 的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在 0.05s 内由 0.1T 增加到 0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量 是，磁通量的变化率是，线圈中感应电动势的大小 是。2、一导体棒长为 40cm，在磁感应强度为 0.1T 的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为 5m/s，棒在

13、运动中能产生的最大感应电动势为 V。3、关于某一闭合电路中感应电动势的大小 E，下列说法中正确的是（）A、E 跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比 B、E 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比 C、E 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比 D、E 跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比 4、关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A、导体相对磁场运动，一定会产生电流 B、导体切割磁感线，一定会产生电流 C、闭合电路切割磁感线就会产生电流 D、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势 5、穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加 2Wb，则（）A、线圈中的感

14、应电动势每秒钟增加 2V B、线圈中的感应电动势每秒钟减少 2V C、线圈中的感应电动势始终为 2V D、线圈中不产生感应电动势 6、如图所示，在匀强磁场（B=0.2T）中，电阻为 0.5 的金属杆以速度 v=5m/s 匀速向右 平移，R=1.5，导轨间距 L=0.2m 且光滑并电阻不计，则 a金属杆电流的方向？b画出等效电路图。c电阻 R 两端的电压是多少伏？三、小 结 通过本节的学习知道，电磁感应现象本质是产生感应电动势，感应 电动势 E 的大小跟 成正比，E n，取绝对值。导体做切割磁 t t 感线运动是一种特例，感应电动势 EBLv BLvsin。四、作 业 练习二(2)(3)(4)(

15、5)(6)第 4 页 描写个字吴双耳孙正确流利地朗读课文做到不加字不漏字不改字按标点停顿尝试读出问答句的不同语气初步学习根据字的组合区别同音字和音近字学会介绍自己的姓初步了解复姓感受中华姓氏的多样教学重点难点认识本课生字个胡导入同学们你们第一次见到张老师的时候很多同学都问我老师你姓什么今天我们就要来学习一篇关于姓氏的课文它的名字叫你姓什么板书课题看老师书写课题女的横不能超过撇学习姓读准后鼻音用什么好方法来记住它学生介绍姓名名姓是我们每个人自己家族的符号你姓李我姓张他姓王我们国家有亿人口就会有很多很多的姓二朗读课文学习生字一整体感知圈画姓氏看动画数姓氏观看课文动画数数课文中介绍了几个姓可以用手指来计数读课文圈姓氏请小朋友们