辽宁省葫芦岛市第八高级中学高中物理选修3-2《44 法拉第电磁感应定律》导学案(无答案)

第四节：法拉第电磁感应定律
【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、
t
∆∆Φ。

3、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

4、知道E =BLv sin θ如何推得。

5、会用t n E ∆∆Φ=解决问题。

6、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。

预习案
【使用说明及学法指导】
一、温故知新：
1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件____________________________________________
2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件________________________________________
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？
探究案
学始于疑——我思考，我收获
（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）
a
（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：学生实验。

实验观察-----分析论证-----归纳总结
实验现象：将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，t
∆∆Φ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
1. 法拉第电磁感应定律:闭合电路中电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
2.公式
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＝ΔＢＳcos θ则ε＝ΔＢ／Δt Ｓcos θ
当ΔΦ＝ＢΔＳcos θ则ε＝ＢΔＳ／Δtcos θ
当ΔΦ＝ＢＳΔ(cos θ)则ε＝ＢＳΔ（cos θ）／Δt
（三）、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？
这是导线切割磁感线时的感应电动势，计算时更简捷，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？
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。

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。

4、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
Ⅱ.我的知识网络图——归纳总结、串联整合
Ⅲ.当堂检测——有效训练、反复矫正
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10cm 2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、• 【例1】如图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ ，水平放
置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属
棒MN 与导轨的OQ 边垂直放置，当金属棒从O 点开始以加速度a 向右匀
加速运动t 秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少?
训练案
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. 流过导体横截面的电荷量
D.磁通量的变化量
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．如图：小线圈N 位于大线圈M 中，二者共轴共面。

M 与二平行
导体轨道相连接，金属杆l 与导轨接触良好，并位于匀强磁场中，
要使N 中产生逆时针方向的电流，下列做法中可行的是
A ．杆l 向右匀速运动
B ．杆向左匀速运动
C ．杆l 向右加速运动
D ．杆向右减速运动
5.如图，金属杆ab 在匀强磁场中在垂直磁场平面上做
绕o 点匀速转动，则U ab ＝ 。

6． 如图所示，竖直放置的U 形导轨宽为L ，上端串有电
阻R （其余导体部分的电阻都忽略不计）。

磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于
纸面向外。

金属棒ab 的质量为m ，与导轨接触良好，不计摩擦。

从静止释放后
ab 保持水平而下滑。

试求ab 下滑的最大速度
b。