4.4法拉第电磁感应定律(刘玉兵)
探究电磁感应产生的条件(刘玉兵)
磁通量发生变化的因素
发生变化； ①磁感应强度 B发生变化； ②线圈的面积S发生变化； 线圈的面积S发生变化； ③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化． 磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化．
遗憾出自哪里？ 遗憾出自哪里？
1825年，科拉顿做 了这样一个实验，他将 一个磁铁插入连有灵敏 电流计的螺旋线圈，来 观察在线圈中是否有电 流产生。但是在实验时， 科拉顿为了排除磁铁移 动时对灵敏电流计 的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房 里他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场 产生的电应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房 里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验。然而，无论他跑得多快，他 看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。
学法指导
闭合电路中是否有感应电流产 生不是取决于穿过闭合电路的磁通 量“有不有”，而是取决于磁通量 有不有” “变不变”。 变不变”
例2、下列图中能产生感应电流的是
× × × × × × × ×× × × v ×× × × × （A）
× × × × × × × ×× × × ×× × × × （B）
精彩回放
“电生磁”！
“磁生电”？
“磁生电”是在变化、运动过程中才 磁生电”是在变化、 磁生电 能出现的效应！ 能出现的效应！
变 化 的 电 流 变 化 的 磁 场 运 动 的 恒 定 电 流 运 动 的 磁 铁 在 磁 场 中 运 动 的 导 体
重温初中时光
在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线 在初中学过， 运动时，电路中会产生感应电流。 运动时，电路中会产生感应电流。 还有哪些情况可以产生感应电流？ 还有哪些情况可以产生感应电流？
物理选修3-2人教版 4.4法拉第电磁感应定律 (共16张PPT)[优秀课件资料]
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感应电动势 E n t
En
t
பைடு நூலகம்
感应电动势
1、大小与穿过这一电路磁通量的变化率
成正比。
2、表达式 E BLv
t
vvsin En
t
（2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示， 将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：
对切割有贡献．
v/ vcos EBLBvLsivn对切割无贡献．
d
a
c
b
a
B
R
L V
E k
t
b
新课教学 一、感应电动势： 既然闭合电路中有感应电流，这个电路
中就一定有电动势。而产生电动势的哪部分 导体就相当于电源。
注：产生感应电动势的条件： 磁通量发生变化。
新课教学 一、感应电动势：
1、影响感应电动势的因素： 磁通量的变化快慢，即磁通量的变化率。
法拉第电磁感应定律 —感应电动势的大小
复习： 1、磁通量的定义？ 2、产生感应电流的条件？
3、闭合电路欧姆定律的内容？
1. 引起某一回路磁通量变化的原因 （1）磁感强度的变化 （2）线圈面积的变化 （3）线圈平面与磁场方向夹角的变化
a
B
R
L V
E k
t
b
例1、线框穿过磁场过程有无感应电流
当你的才华还撑不起你的野心时，你就该努力。心有猛虎，细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的，潜能是逼出来的，习惯是养成的，我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持，要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
脚踏实地过好每一天，最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼，我怎么能输。只要学不死，就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格， 性格决定命运。不曾扬帆，何以至远方。人生充满苦痛，我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下，又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来，所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅，我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力，越幸运。每一个不起舞的早晨，都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流，活鱼逆流而上。墙高万丈，挡的只是不来的人，要来，千军万马也是挡不住的既然选择远方，就注定风雨兼程。漫漫长路，荆棘丛生，待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志，无高不可攀。人的才华就如海绵的水，没有外力的挤压，它是绝对流不出来的。流出来后，海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命，感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题，生命的意义；赞颂真善美，批判假恶丑。记住精彩的瞬间，激动的时刻，温馨的情景， 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己，幸福无比，善待别人，快乐无比，善待生命，健康无比。一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候，要紧闭你的嘴，免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋，孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康，没有一个敌人比得上病魔，与其为病痛暗自流泪，不如运动健身为生命添彩。有什么别有病，没什么别没钱，缺什么也别缺 健康，健康不是一切，但是没有健康就没有一切。什么都可以不好，心情不能不好；什么都可以缺乏，自信不能缺乏；什么都可以不要，快乐不能不要；什么 都可以忘掉，健身不能忘掉。选对事业可以成就一生，选对朋友可以智能一生，选对环境可以快乐一生，选对伴侣可以幸福一生，选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量，大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力，尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野、事业和成就，甚至一生。每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样，比操劳更 消耗身体。所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道。所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上，虽然有不少寒冷，不少黑暗，但只要人与人之间多些信任，多些关爱，那么，就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情，能了解 别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗，他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助，也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事，明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄，便要学会寡言，每一句话都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底线。趁着年轻， 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练，才会让你真正学会谦恭。不然，你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感，迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态， 是时候对自己说：不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它，勤奋才能是攀登的绳索。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。海浪的品格，就是无数次被礁石击碎又无数闪地扑向礁 石。人都是矛盾的，渴望被理解，又害怕被看穿。经过大海的一番磨砺，卵石才变得更加美丽光滑。生活可以是甜的，也可以是苦的，但不能是没味的。你可
《法拉第电磁感应定律》 讲义
《法拉第电磁感应定律》讲义一、电磁感应现象的发现在 19 世纪初，电和磁的研究还处于相对分离的状态。
丹麦科学家奥斯特在 1820 年发现了电流的磁效应，这一发现揭示了电和磁之间的紧密联系，为后来的电磁学研究奠定了基础。
而英国科学家法拉第则对磁生电的现象产生了浓厚的兴趣。
经过多年的不懈努力和实验探索，法拉第终于在1831 年发现了电磁感应现象。
他通过实验观察到，当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，从而产生感应电流。
这一发现具有划时代的意义，它不仅揭示了电和磁之间的相互转化关系，也为后来发电机的发明和电力工业的发展奠定了基础。
二、法拉第电磁感应定律的内容法拉第电磁感应定律指出：闭合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。
用公式表示为：＄E ＝ n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 表示感应电动势，＄n$ 为线圈的匝数，＄＼Delta\Phi$ 表示磁通量的变化量，＄＼Delta t$ 表示变化所用的时间。
需要注意的是，这里的磁通量是指穿过闭合回路的磁感线的条数。
磁通量的变化可能是由于磁场的变化、回路面积的变化或者两者同时变化引起的。
三、对法拉第电磁感应定律的深入理解1、感应电动势的方向根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
因此，可以通过楞次定律来判断感应电动势的方向。
当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，感应电动势的方向与电流方向相同；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，感应电动势的方向与电流方向也相同。
2、平均感应电动势和瞬时感应电动势在法拉第电磁感应定律中，如果磁通量的变化是在一段时间内发生的，计算得到的感应电动势称为平均感应电动势；如果磁通量的变化是在某一时刻发生的，计算得到的感应电动势称为瞬时感应电动势。
对于一些简单的情况，如磁场均匀变化或导体切割磁感线运动，可以通过相应的公式直接计算瞬时感应电动势。
4.4法拉第电磁感应定律(刘玉兵)
注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
随堂练习
2.一个匝数n=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。
Φ 0.009 0.001 En 100 V 1.6V 0.5 t
随堂练习
3.如图,一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m, 接有电阻R=2Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁 感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨 放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体 ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑 动时，试求： (1)导体ab上的感应电动势的大小 (2)回路上感应电流的大小
若导体斜切磁感线 当速度v与磁感应强度B不垂直时，可将B分 解为平行于速度分量B||（对感应电动势无贡 献），垂直于速度分量B，则感应电动势：
E Blv Blv sin
为B、v之间的夹角
B V1=Vsinθ θ
V2
B
B
I
v
B||
v
感应电动势
B L v
公式BLv中的L指的是切割磁感线的有 效长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁 感线的有效长度。
3．要严格区分磁通量Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦ/Δt.
例2、下列说法正确的是
D
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
（1）磁通量的变化率为多少？ （2）感应电流大小为多少？ （3）线圈的输出功率为多少？
《法拉第电磁感应定律》 讲义
《法拉第电磁感应定律》讲义一、电磁感应现象的发现在 19 世纪初，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场。
这一发现引起了科学界的极大关注，也激发了科学家们对于电与磁之间关系的深入探索。
英国科学家法拉第坚信磁一定能够生电。
经过多年的不懈努力和实验，他终于在 1831 年发现了电磁感应现象。
法拉第的实验多种多样，其中最著名的是他的“磁铁与线圈”实验。
他将一个闭合线圈与一个灵敏电流计连接，然后将一根磁铁插入或拔出线圈。
当磁铁插入或拔出时，电流计指针发生了明显的偏转，这表明在线圈中产生了电流。
这一现象的发现，为电磁学的发展奠定了坚实的基础，也开启了人类利用电能的新时代。
二、法拉第电磁感应定律的内容法拉第电磁感应定律指出：闭合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。
如果用 E 表示感应电动势，ΔΦ 表示磁通量的变化量，Δt 表示发生变化所用的时间，那么法拉第电磁感应定律可以表示为：E ＝nΔΦ/Δt （其中 n 为线圈的匝数）这里需要注意的是，磁通量的变化率是指单位时间内磁通量的变化量。
三、对法拉第电磁感应定律的深入理解1、感应电动势的产生当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电动势。
感应电动势是使电荷定向移动形成感应电流的原因。
如果电路不闭合，虽然没有感应电流，但仍然会有感应电动势存在。
2、磁通量的变化磁通量的变化可以由多种方式引起。
例如，磁场的强弱发生变化、线圈的面积发生变化、线圈与磁场的夹角发生变化，或者这些因素的组合变化。
3、匝数 n 的作用在公式中，匝数 n 反映了感应电动势的累加效果。
当有 n 匝线圈时，每匝线圈都产生感应电动势，它们相互串联，总电动势就等于各匝电动势之和。
4、公式的适用范围法拉第电磁感应定律适用于任何情况，无论是导体切割磁感线运动，还是磁场变化引起的磁通量变化。
四、法拉第电磁感应定律的应用1、发电机发电机是利用电磁感应原理制成的。
00004·4 法拉第电磁感应定律(1)
4ω
（3）q
I Δt
E Δt R
n Δφ Δt Δt R
n Δφ BL1 L2
R
R
反电动势
安培力方向 转动速度方向
S
N
电动机
反电动势
1、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？
电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流， 这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线 圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电 动机提供电能，电能转化为其它形式的能。
(1)公式E=Δφ/Δt，E= nΔφ/Δt一般适用于求解平
均电动势的大小；
(2)而公式E=BLV一般适用于切割磁感线运动导 体的瞬时电动势的大小。
(3)在电磁感应现象中,不管电路是否闭合,只要 穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应 电动势产生。
1.如图所示,有一长为1m的导体棒ab,放在磁感应强度 B=0.5T的匀强磁场中,当以v=2m/s的速度垂直于磁 场方向作切割磁感线运动时,产生的感应电动势多 大? ab两端哪一端电势高?
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。这就是 法拉第电磁感应定律。
E Δ
Δt
n 匝相同线圈
E n Δ
Δt
思考:
磁通量越大,感应电动势越大?
磁通量变化越大,感应电动势越大?
磁通量变化越快,感应电动势越大?
磁通量变化率为零,感应电动势为零?
例、 如下图所示，半径为r的金属环绕通过某 直径的轴OO' 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30°角的过 程中，环中产生的电动势的平均值是多大？
电磁感应定律的应用(二)(刘玉兵)
磁感应强度B竖直向上且正减弱, 磁感应强度B竖直向上且正减弱, ∆Φ = dmg ( R + r )
∆t nRq
例2、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪 物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计” 器测定通过电路的电量．如图所示， 器测定通过电路的电量．如图所示，探测线圈与冲击电流计 串联后可用来测定磁场的磁感应强度． 串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n， 面积为s，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R．若将线圈 放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直， 放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测 圈翻转180 180° 圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述 数据可测出被测磁场的磁感应强度为 A．qR/S B．qR/ns C．qR/2nS D．qR/2S
例1、两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n 两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n d,用导线与一个 匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直向上的磁场,电阻R 匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直向上的磁场,电阻R与 r,线圈中有竖直向上的磁场 金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m 电荷量+q的油 金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油 +q 滴恰好处于静止. 滴恰好处于静止.问：线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通 线圈中的磁感应强度B 量的变化率是多少？ 量的变化率是多少？
答案： 答案：0.1A
例4、如图所示,图中两条平行虚线之间存在匀强磁 如图所示, 场,虚线间的距离为L,磁场方向垂直纸面向里.abcd是 虚线间的距离为L,磁场方向垂直纸面向里.abcd是 L,磁场方向垂直纸面向里.abcd 位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为L.t=0时 位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为L.t=0时 ,ad 间的距离也为L.t=0 刻,bc边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒 ,bc边与磁场区域边界重合（如图） 边与磁场区域边界重合 定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域. 定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域. 取沿a→b→c→d→a的感应电流为正, 取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁 a→b→c→d→a的感应电流为正 场区域的过程中,感应电流I随时间t 场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是
新课标人教版3-2选修三4.4《法拉第电磁感应定律》WORD教案3
4-3 楞次定律 (学案) 班级 姓名一、引入新课［演示］将磁铁从线圈中插入和拔出，观察现象，提出问题：二、探究线圈中感应电流的方向（仔细观察，详实记录）2、实验探究：标出磁铁在线圈处原磁场0方向、感应电流的方向、感应电流的磁场B i 方向注：俯视线圈，观察感应电流i 方向时，请用顺时针或逆时针表示。
三、分析总结：1.思考：①产生感应电流的原因？②感应电流出现的后果是什么？③以上二者之间有何密切联系？在虚线框中填入相应动词。
2.总结规律：3.深入理解---阻碍的含义：①谁“阻碍”作用？②“阻碍”什么？③怎么样“阻碍”？④“阻碍”等同于阻止？⑤“阻碍”是不是意味着相反？4.拓展思考当手持条形磁铁在线圈中插入或抽出时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。
从能量守恒的角度看，能量如何发生转化？你能不能用楞次定律做出判断，手持磁铁运动时克服什么力做了功？楞次定律也符合唯物辩证法。
唯物辩证法认为：“矛盾是事物发展的动力”。
电磁感应中，矛盾双方即，两者都处于同一线圈中，且总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象四、楞次定律的应用[例题1]：如图3，当线圈ABCD 向右远离通电直导线时，线圈中感应电流的方向如何？互动填表，得出感应电流方向，并归纳利用楞次定律判定感应电流方向的步骤，完成下图：[例题2]：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图4所示。
软铁环上绕有M 、N 两个线圈，当M 线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N 中的感应电流沿什么方向？ 引导思考：图41开关断开前，线圈M 中的电流在线圈N 中产生的磁场方向向哪？ 2开关断开瞬间，线圈N 中磁通量如何变化? 3线圈N 中感应电流的磁场方向如何？ 4线圈N 中感应电流的方向如何？五、判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方法在图5中，假设导体棒ab 向右运动。
1． 我们研究的是哪个闭合电路？2．当导体棒ab向右运动时，穿过这个闭合电路的磁通量如何变化？3．感应电流的磁场应该沿哪个方法的？4．导体棒ab中的感应电流是沿哪个方向？判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方法：五、课堂练习1. 如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD的电流方向。
高中物理第四章4.4法拉第电磁感应定律教案选修3_2
4.4 法拉第电磁感应定律与什么因素有关：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/s4、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2BL2ωD、两导轨间的平均电压是271/2BL2ω/2π2、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。
湖南省怀化市湖天中学高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律教案 新人教版选修32
湖南省怀化市湖天中学2014年高中物理 4.4 法拉第电磁感应定律教案 新人教版选修3-2【教学目标】1、知识与技能：（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。
2、过程与方法（1）、经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。
（2）、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。
3、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）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法【教具准备】多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？答：穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？答：电路闭合，且这个电路中就一定有电源。
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？答：由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向二、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？答：既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了．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,该电路中是否都有电流?为什么?答：有，因磁通量有变化②、有感应电流,是谁充当电源?答：由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。
内蒙古乌审旗无定河镇河南学校高中物理人教版选修3-2：4.4法拉第电磁感应定律的应用 教案
拉第电磁感应定律的应用教案一、教学目标1.知道公式E＝n错误!与E＝BLv的区别和联系，能够应用这两个公式求解感应电动势.2.掌握电磁感应电路中电荷量求解的基本思路和方法．二、重点、难点分析1．重点是对法拉第电磁感应定律的进一步理解和运用;2．难点是法拉第电磁感应定律的综合运用．三、主要教学过程（一）复习引入新课1．叙述法拉第电磁感应定律的内容．2．写出其表达式．(二）主要教学过程设计串讲知识概述，有学生进行主要例题及习题讲解，教师进行补充点拨。
A专题E＝n错误!和E＝BLv的选用技巧【知识概述】1．E＝n错误!适用于任何情况，一般用于求平均感应电动势．当Δt→0时，E可为瞬时值．2．E＝BLv是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式，一般用于求瞬时感应电动势，此时v为瞬时速度,但当v为平均速度时,E为平均感应电动势．【典型例题】例1 如图所示，导轨OM和ON都在纸面内,导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0。
2 Ω,磁场的磁感应强度为0。
2 T．问:（1）3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？(2）3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少?解析(1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线运动产生的电动势才是电路中的感应电动势．3 s末，夹在导轨间导体的长度为L＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30° m＝5错误!m此时产生的感应电动势为E＝BLv＝0.2×5错误!×5 V＝5错误!V电路电阻为R＝(15＋5错误!＋10错误!)×0。
2 Ω＝(3＋3错误!) Ω所以I＝错误!＝错误!A。
（2）3 s内回路中磁通量的变化量ΔΦ＝BS－0＝0.2×12×15×5错误!Wb＝错误!Wb3 s内电路产生的平均感应电动势为错误!＝错误!＝错误!V＝错误!错误!V.答案（1）5错误!m 5错误!V 错误!A(2）错误!Wb 错误!错误!V重点习题．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B ＝0。
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G
E Φ BLvt BLv
t t
若导体斜切磁感线
当速度v与磁感应强度B不垂直时，可将B分 解献为）平，行垂于直速于度速分 度量 分量B||（B对，感则应感电应动电势动无势贡：
E Blv Blv sin
为B、v之间的夹角 B
B
B V1=Vsinθ
θ
V2
v
I
B||
v
感应电动势
B
L
v
公式BLv中的L指的是切割磁感线的有 效长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁 感线的有效长度。
a
V
F
b
讨论：
公式 ①
E n
t
与公式 ② E BLvsin
的区别和联系？
12、区联别系::
(1)研公究对式象①不和同公。式①研②究本对质象上是是一个统回一路的，. 而
②的研究对象是磁场中运动的一段导体。 ②是①的一种特殊情况。但是，当导体做切 割磁感线运动时，用E＝BLvsinθ求E比较方便； 当(2穿)物过理电意路义的不磁同通。量①发表生示变的化是时△t，时用间内的平均 比电较动方势便；。②一般用于求解某时刻的瞬时电动势；
则在Δt内通过导线 横截面的电荷量ｑ为：
q I t
I E R
E N ΔΦ Δt
q N R
随堂练习
1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( D )
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为
零 C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势
越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越
大
注意:感应电动势E与Φ、△Φ、 △Φ/△t的关系
随堂练习
2.一个匝数n=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。
如果电动机因机械阻力过大而停止转动， 这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小， 线圈中电流会很大，电动机会烧毁。这时，应 立即切断电源，进行检查。
六、掌握关于感应电荷量的计算
在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的 磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电 流，就有电荷流过。
设在Δt内穿过闭合电路的磁通量的变化量 为ΔΦ，闭合电路的总电阻为Ｒ
五、反电动势
此电动势阻碍电路中原 来的电流.
故称之为反电动势
V
安培力方向 转动速度方向
S
N
电动机
电动机线圈的转动产生感应电动势是反 电动势。这个电动势是削弱了电源电流, 阻碍 线圈的转动.
线圈要维持原来的转动就必须向电动机 提供电能，电能转化为机械能。
正因为反电动势 的存在,所以对电动机, 欧姆定律不成立.
回顾:
在电磁感应现象中，产生感应电流的 条件是什么？
（1）电路闭合；
（2）磁通量变化.
感应电动势 电路中产生持续电流的条件是什么？
（1）电路闭合 （2） 有电源
电源在哪里？
一、感应电动势
等效
存在感应电流必然存在对应的电动势； 物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生 的电动势叫做感应电动势。
d
感应电动势大小与磁通量变化的快慢有关 磁通量变化率
三、法拉第电磁感应定律
1、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△Φ/ △t成正比．
2、数学表达式
E t
E （国际单位时） t
若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：
E n t
注意：公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负.
（1）磁通量的变化率为多少？ （2）感应电流大小为多少？ （3）线圈的输出功率为多少？
答案： 2.5wb/s；5×10-2A ；0.1W
例5、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO’ 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30°角的 过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？
例6、求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的感应电动势 各为多大？
例7、如图，设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒ab的长 度为L,以速度v在导轨上向右匀速运动。求此时a、b两点间 的电势差。已知导轨的总电阻为R,导体棒ab的电阻为r。
a
R
v
b
例8、在上题中，导体棒ab的质量为m。若开始导体棒ab在导 轨上静止，用一水平向右的恒力F拉导体棒，使它向右运动， 试分析导体棒的受力情况、运动情况。求出导体棒运动的最 大速度。
E
t
2
1
/
1 BS 0 2
/
1 B r2
2
/
3Br2
6
6
四、重要的推论
如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁
场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感
线，求产生的感应电动势。 解：回路在时间t内增大的面积 为： ΔS=LvΔt穿过回Fra bibliotek的磁通量的变化
为：ΔΦ=BΔS =BLvΔt
产生的感应电动势为：
例1、在赤道的上方，一根沿东西方向的水平导体自由
下落，下落过程中导体上各点的电势高低是（ A ）
A.东端高 B.西端高 C.中点高 D.无感应电动势产生
二、感应电动势大小与哪些因素有关
切割快 插入快 滑动快
磁通量变化快 Δφ / Δt大
感应电流大
感应电动势E大
I E Rr
二、感应电动势大小与哪些因素有关
例3、在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放 置一个面积为0.1m2的圆环。在0.2s内磁场的磁感应强度由0 增大到0.3T，求圆环中的平均感应电动势。
答案：0.15Ｖ
例4、如图所示，线圈匝数n=100匝，面积S=50cm2，线 圈总电阻r=10Ω，外电路总电阻R=40Ω，沿轴向匀强磁场 的磁感应强度由B=0.4T在0.1s内均匀减小为零再反向增为 B=0.1T，求：
3．要严格区分磁通量Φ、磁通量的变化量 ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦ/Δt.
例2、下列说法正确的是
D
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
a
R
L B
V
d
a
R
c
b
c
b
产生电动势的那部分导体相当于电源
S
甲
S
SV
N
乙
思考与讨论
当开关断开后，电路中是否有电流呢？ 电源两端有电压吗？电源的电动势还存在吗？
思考与讨论 电路断开时有感应电动势，但无感应电流。
感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路 当导线断开后，电路中是否还有电流呢？ 中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的 组成线是圈无内关的的感。应电动势还存在吗？