《电工基础》公开课《电磁感应》教案

《电工基础》公开课

——《电磁感应》教案

授课教师：盛勇

授课时间：2009年12月9日星期三上午1-2节

授课班级：09通安2班

授课地点：09通安2班教室

教学目标：1．理解电磁感应现象。

2．掌握产生感应电流的条件。

3．理解感应电动势的概念。

4．掌握楞次定律和右手定则。

5．掌握电磁感应定律以及感应电动势的计算公式。

教学重点：1．产生感应电流的条件。

2．楞次定律和右手定则。

3．感应电动势的计算公式。

4．法拉第电磁感应定律。

教学难点：1．判断是否产生感应电流。

2．楞次定律和右手定则的应用。

3．法拉第电磁感应定律公式的推导。

学情分析：学生在以前物理课程的学习中已初步接触过这方面知识。

教学内容：

课前复习1．电流产生磁场。

2．右手螺旋定则（安培定则）的内容。（直线电流产生的磁场；环形电流产生的磁场。）

一、电磁感应现象

电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？

（让学生找到这几个关键词即是教材上面的黑字：电磁感应

现象、感应电流、感应电动势，并找到相关的几句话。）

利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流

称为感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势。

二、楞次定律

以上实验表明：在线圈回路中产生感应电动势和感应电流

的原因是由于磁铁的插入和拔出导致线圈中的磁通发生了变化。楞次定律指出磁通的变化与感应电动势在方向上的关系。

定律内容：感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。

感应电动势的方向可用右手定则判断。平伸右手，大拇指与其余四指垂直，让磁感线穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。

（带领学生一起用右手定则判断这两个线圈内的电流方向）

三、法拉第电磁感应定律

内容：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。

公式：1、单匝线圈：t e ∆∆Φ= 2、N 匝线圈：t

N e ∆∆Φ=

1． 闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中就有电流产生。

（1）让导体AB 在磁场中向前或向后运动。

现象：电流表指针发生偏转，说明电路中有了电流。

（2）导体AB 静止或做上、下运动。

现象：电流表指针不发生偏转，说明电路中无电流。

2． 只要闭合电路的一部分导体切割磁感线，电路中就有电流产生。

（1）把磁铁插入线圈或从线圈中抽出。

现象：电流表指针发生偏转。

（2）磁铁插入线圈后静止不动，或磁铁和线圈以同一速度运动。

现象：电流表指针不偏转，说明闭合电路中没有电流。

3． 在导体和磁场不发生相对运动时，只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。 小结：① 产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。 ② 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。

讨论：如图所示，在通电直导线旁有一矩形线圈，

下述情况下，线圈中有无感应电流？为什么？

（1）线圈以直导线为轴旋转。

（2）线圈向右远离直导线而去。

四、直导线切割磁感线产生感应电动势

1．感应电动势的大小

（1）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向也垂直，则

E = B L v

（2）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向成 θ 角，则

E = B L v sin θ

2．推导过程

（1）设：ab 长为l ，以速度v 沿垂直磁感线方向匀速向右运动，t s 内移动距离aa'

F = B I l ；F out = F

外力反抗磁场力做的功

W 1= F out l aa'= Fl aa ' = B I l v t

感应电流做的功：

W 2 = E I t

因为

W 1=W 2

B I l v t = E I t

所以

E = B l v

I = R

E （R 是闭合电路电阻） （2）若导线运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向成 θ 角，v 分解为v 1、v 2，v 1不切割磁感线，不产生感应电动势，只有v 2产生感应电动势所以

E = B l v 2 = B l v sin θ

3．单位：B —特斯拉（T ）；

E —伏特（V ）；

l —米（m ）；

v —米/秒（m ／s ）。

注意：（a ）E = N t

ΔΔΦ中的E 是时间 ∆t 内感应电动势的平均值。 （b ）在应用E = B l v sin θ 时，若v 为一段时间内的平均速度，则E 为这段时间内感应电动势的平均值；若v 为某一时刻的瞬时速度，则E 就为那个时刻感应电动势的瞬时值。

思考题：一个500匝线圈，bc 为10cm ，ab 为20cm ，以每分钟600周的转速绕中心匀速转动，如图所示，在B = 0.09T 的匀强磁场中，当线圈平面从与磁场方向垂直的位置转至平行位置时，求：线圈中的平均感应电动势。（36V ）

总结：1．感应电动势的概念。

2．法拉第电磁感应定律的内容。

3．导线切割磁感线产生的感应电动势的计算式。

作业：习题册p47 §4-5电磁感应