内容正文:
4.3《法拉第
电磁感应定律》
教 学目标
(一)知识与技能
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、。
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.会用法拉第电磁感应定律解决问题。
(二)过程与方法
通过推导到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。
(三)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.了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神。
教学重点
法拉第电磁感应定律。
教学难点
平均电动势与瞬时电动势区别。
教学用具
演示法、归纳法、类比法 多媒体电脑、投影仪、投影片。
(1)闭合电路
利用磁场产生电流的现象
问题1:什么叫电磁感应现象?
问题2:产生感应电流的条件是什么?
(2)磁通量变化
思考:
问题3:试从本质上比较甲、乙两电路的异同
既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源
甲
N
S
G
乙
1、定义:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(E).
闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有感应电动势.
一、感应电动势
产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
2、产生条件: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。
3、感应电动势与感应电流: 只要磁通量变化,电路中就产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流.
磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.
观察实验,分析思考:
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,将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入有什么相同和不同?
Φ变化
产生E
产生I
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转越大.
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?
Φ变化的快慢不同
Φ都发生了变化
都产生了E(I)
产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快,感应电动势越大。
磁通量的变化快慢
越大?
问题3:在实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入有什么相同和不同?
磁通量的变化率
从条件上看
从结果上看
相同
不同
二、法拉第电磁感应定律
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。
1.内容:
注意:公式中Δφ取绝对值,不涉及正负,感应电流的方向另行判断。
2.公式:
n为线圈的匝数
问题1:磁通量大,磁通量变化一定大吗?
问题2:磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?
(可以类比速度、速度的变化和加速度.)
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:磁通量大(小,零),磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量的变化大(小),磁通量的变化率不一定大(小).
思考与讨论
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
穿过回路的磁感线的条数多少
无直接关系
磁通量变化△Ф
穿过回路的磁通量变化了多少
产生感应电动势的条件
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
穿过回路的磁通量变化的快慢
决定感应电动势的大小
1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS=S2-S1,此时:
2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB=B2-B1,此时:
4、应用:用公式 求E的二种常见情况:
(感生电动势)
(动生电动势)
有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。
25V
例与练1
一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。
16V
例与练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。
1.6V
例与练3
如图,半径为r的金属环绕通过某直径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在 金属环转过900角的过程中,环中产生的电动势的 平均值是多大?
例与练4
0
0'
B
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴00'