高三物理教案：電磁感應(yīng)教案（二）
學(xué)生甲：實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時(shí)， 大，I感大，
E感大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，磁通量的變化越快電動(dòng)勢(shì)越大。磁通量的變化率越大，電動(dòng)勢(shì)越大。
(二)、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)， 越大，E感越大，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗(yàn)表明：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝ 。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
(師生共同活動(dòng)，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式)(課件展示)
E=k
在國(guó)際單位制中，電動(dòng)勢(shì)單位是伏(V)，磁通量單位是韋伯(Wb)，時(shí)間單位是秒(s)，可以證明式中比例系數(shù)k=1，(同學(xué)們可以課下自己證明)，則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個(gè)N匝線圈，且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?/p>
E=n
1.內(nèi)容:電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比
�、歉袘�(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律來(lái)判斷
�、雀袘�(yīng)電動(dòng)勢(shì)的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定：
當(dāng)ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
當(dāng)ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
當(dāng)ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意： 為B.S之間的夾角。
4、特例——導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
用課件展示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?(課件展示)
解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來(lái)的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過(guò)閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得
E= =BLv
這是導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算更簡(jiǎn)捷公式，需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效切割長(zhǎng)度
(3)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí)，E=0
(4)速度V為平均值(瞬時(shí)值)，E就為平均值(瞬時(shí)值)
問(wèn)題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用上面的公式計(jì)算嗎?
用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解析：可以把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv1=BLvsinθ
強(qiáng)調(diào)：在國(guó)際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s)，θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個(gè)公式比較得出E=ΔΦ/Δt：求平均電動(dòng)勢(shì)
E=BLV ： v為瞬時(shí)值時(shí)求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，v為平均值時(shí)求平均電動(dòng)勢(shì)
課堂練習(xí)：
例題1：下列說(shuō)法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大
B、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大
C、線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
例題2：一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置，在0. 5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
解：由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯(lián)立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數(shù)值可得E=1.6V
例題3、在磁感強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與之垂直的金屬框ABCD，框電阻不計(jì)，上面接一個(gè)長(zhǎng)0.1m的可滑動(dòng)的金屬絲ab，已知金屬絲質(zhì)量為0.2g，電阻R=0.2Ω，不計(jì)阻力，求金屬絲ab勻速下落時(shí)的速度。(4m/s)
問(wèn)1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30°角，不計(jì)阻力，B垂直于框平面，求v ?
答案：(2m/s)
問(wèn)2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且μ=0.2，求v ?
答案：(1.3m/s)
問(wèn)3：若不計(jì)摩擦，而將B方向改為豎直向上，求v ?
答案：(2.67m/s)
問(wèn)4：若此時(shí)再加摩擦μ=0.2，求v ?
答案：(1.6m/s)
【課堂小結(jié)】
1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
2、認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。
3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。
【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁(yè)“思考與討論”
課后作業(yè)：第17頁(yè)1、2、3、5題
【課后反思】
讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架,把書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí),讓學(xué)生有收獲成功感。
本節(jié)課,重點(diǎn)是理解法拉第電磁感應(yīng)定律,不要過(guò)多的進(jìn)行訓(xùn)練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進(jìn).
(責(zé)任編輯：郭峰)
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