高中物理第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律教案新人教版选修3_2

4.4 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、E=△Φ/△t。

3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

4．知道E=BLv sinθ如何推得。

5．会用E=n△Φ/△t和E=BLv sinθ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。

教学方法

演示法、归纳法、类比法

教学手段

多媒体电脑、投影仪、投影片。

教学过程

一、基本知识

1、感应电动势

电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象

产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。

感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势

产生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合

与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（∆φ/∆t）有关（由前提节的实验分析可得）注意：磁通量的大小φ;磁通量的变化∆φ;磁通量的变化快慢（∆φ/∆t）的区分

2、法拉第电磁感应定律

内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。

公式：单匝线圈：E=∆φ/∆t

多匝线圈：E=n∆φ/∆t

适用范围：普遍适用

3、导线切割磁感线时产生的感应电动势

计算公式：E=BL vsinθ。θ—导线的运动方向与磁感线的夹角。

推导方法：

条件：导线的运动方向与导线本身垂直

适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线

单位：1V=1T⨯1m⨯1m/s=1Wb/s

4、反电动势

电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。教材P12。

电动机在使用时的注意点：

二、例题分析

例1、如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与

磁场的夹角θ，导线长度为L）

例2、如右图,电容器的电容为C,两板的间距为d,两板间静止一个质量为m,

电量为+q的微粒,电容器C与一个半径为R的圆形金属环相连, 金属环内部充满垂直纸面向里的匀强磁场.试求: ∆B/∆t等于多少?

例3、如右图, 无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属

导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的

A感应电动势保持不变 B感应电动流保持不变

C感应电动势逐渐增大 D感应电动流逐渐增大

三、练习与作业

1、如右图，平行放置的金属导轨M、N之间的距离为L；一金属杆长为2L，一端以转轴o/固定在导轨N上，并与M无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度ω顺时针匀速转动至另一端o/脱离导轨M。若两导挥间是一磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中

A、金属杆两端的电压不断增大

B、o/端的电势总是高于o端的电势

C、两导轨间的最大电压是2BL2ω

D、两导轨间的平均电压是271/2BL2ω/2π

2、如右图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一直角边长度为a，电阻为R的等腰直角三角形导线框以速度v垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为，导线框中的感应电流强度为。

第2题第3题第4题

3、如左图，一边长为a，电阻为R的正方形导线框，以恒定的速度v向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为B，MN与线框的边成45︒角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值等于

4、如图，长为L的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿逆时针方向绕o 点在纸面内匀速转动，若角速度为ω，则杆两端a、b和o间的电势差U a o=以及U bo=

5、半径为10cm、电阻为0.2Ω的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环所在平面，当磁感应强度为B从零开始随时间t成正比增加时，环中感应电流为0.1A。试写出B与t的关系式（B、t的单位分别取T、s）

6、如图，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。