江苏西亭高级中学高三物理组第十七周集体备课教案法拉第电

法拉第电磁感应定律

一、教学目标： 1、能正确区分t ∆∆∆φφφ,

,。 2、掌握法拉第电磁感应定律、部分导体切割磁感线时感应电动势的计算。

3、能区分动生与感生电动势、平均电动势与瞬时电动势。

二、教学重点与难点：

重点：理解法拉第电磁感应定律、部分导体切割磁感线时感应电动势的计算公式。

难点：区分t

∆∆∆φφφ,,；区分动生与感生电动势，平均电动势与瞬时电动势。 教学过程

【自主学习】

1、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上

空 （ AD ）

A ．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

B ．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

C ．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上

D ．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势

2、如图所示，在力F 作用下，将闭合线框从匀强磁场中匀速拉出，在线框离开

磁场的过程中，以下说法中正确的是 ( AC )

A 、速度一定时，线框电阻越大，所需拉力越小

B 、所需拉力F 的大小与线框电阻无关，而与线框运动速度有关

C 、拉力F 做的功在数值上等于线框中产生的焦耳热

D 、对于该线框，快拉与慢拉外力做的功相同

3、50匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积

里磁通量随时间变化的规律如图所示，则在0到0.01s 内，线圈中感应电动势

最大的时刻为_____，感应电动势为零的时刻为______，在0到D 时间内线圈

中平均感应电动势为______.（0;0.01s ，0.005s ，20V ）

4、如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法，其中正确的是( D )

①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小

②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大

③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大

④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变

A 、只有②④正确

B 、只有①③正确

C 、只有②③正确

D 、只有①④正确

【知识小结】

1、区分t

∆∆∆φφφ,,： 2、法拉第电磁感应定律： 感应电量：总

R n q φ∆= 第3课

3、部分导体切割磁感线时感应电动势：

【典例探析】

例1、如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接电容为C的电容器，匀强磁

场的磁感应强度为B，方向垂直于轨道平面.一根金属棒与导轨成θ角放置，且接触

良好，当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿轨道平面滑行时(金属棒始终与导轨相接

触)，电容器的上极板带___ 电，电荷量为。

例2、如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.20T,磁场内有一根长

L=0.20m的细软金属丝，其一端系于O点，另一端系一个小金属球P，且使小球

以ω=7.0rad/s的角速度在水平面上做匀速圆周运动，俯视时为逆时针方向，如果

金属丝与竖直方向的夹角为30°，则P点的电势比O点的电势更______(填“高”或

“低”).这时金属丝OP产生的感应电动势的大小为______V.

例3、同种材料、同样粗细的导线制成的单匝圆形线圈，如图所示.R1=2R2.当磁感应强度以1T/s的变化率变化时，求内外线圈的电流之比和电流的电功率之比。

例4、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一根弯成45°的金属线框POQ，其所在平面与磁场垂直，如图所示，长直导线MN与金属线框紧密接触，起始时Ob=L0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，当MN以速度v，平行于OQ向右匀速滑动时，求：

(1)闭合电路aOb中感应电流的大小和方向；

(2)驱使MN做匀速运动的外力随时间变化的规律；

(3)导线上产生的电功率随时间变化的规律.

方法归纳：在闭合回路中产生感应电动势的部分可视为“电源”其余部分视为外电路

例5、如图所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘.金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt.已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？

概念辨析：区分动生与感生电动势，平均电动势与瞬时电动势。

【提升与巩固】

1、一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略a到转

轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势.则( A )

A、E=πfL2B，且a点电势低于b点电势

B、E=2πfL2B，且a点电势低于b点电势

C、E=πfL2B，且a点电势高于b点电势

D、E=2πfL2B，且a点电势高于b点是势

2、如图所示，垂直纸面向里的磁场强弱沿y轴方向不变，沿x轴方向均匀增大，变化率为1T/m.有一长L=0.2m、宽D=0.1m、总匝数n=10的矩形金属线圈以速度v=2m/s沿x轴的正方向匀速运动，

则金属框中产生的感应电动势多大？

3、如图(a)所示，螺线管横截面积为100cm2，共有5匝，每匝导线电阻为1Ω，R1=R2=30Ω，螺线管内有向上的磁场，其变化规律由图(b)表示，问电压表和电流表的示数各得多少？

4、如图甲，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计.两导轨间距d=10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直.每根棒在导轨间的部分，电阻均为R=1.0Ω.用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁场中.t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响.整个过程丝线未被拉断.求：(1)0～2.0s的时间内，电路中感应电流的大小与方向；

(2)t=1.0s的时刻丝线的拉力大小.

课后作业：

《训练篇》第42练No.1、2、3、6、7、10、11、12、13

教学后记