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高二物理3-2霞浦六中潘丽秋1第一章第二节感应电动势与电磁感应定律［课时安排］2课时［教学目标］：（一）知识与技能1．理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用。2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别。3．理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用。4．知道公式E=BLvsinθ是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。（二）过程与方法通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步揭示电与磁的关系。（三）情感、态度与价值观培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。［教学重点］理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用［教学难点］：培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。［教学器材］：投影仪、投影片、演示电流计、线圈、磁铁、导线等。［教学方法］：实验+启发式［教学过程］（一）引入新课（复习）：1、产生感应电流的条件是什么？（学生思考并回答）2、闭合电路中产生持续电流的条件是什么？（学生思考并回答）在电磁感应中，有感应电流说明有感应电动势存在，让我们一起来研究感应电动势的产生。（二）进行新课1．感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源。高二物理3-2霞浦六中潘丽秋2a1b2cdvab实验一：将磁铁迅速插入和慢慢插入时，学生观察。①电流计偏转的角度有何不同？反映电流大小有何不同？感应电动势大小如何？（学生思考并回答）②将磁铁迅速插入和慢慢插入时，磁通量的变化是否相同？（学生思考并回答）③换用强磁铁，迅速插入，电流表的指针偏转如何？说明什么以上现象说明什么问题？小结：（1）磁通量变化越快，感应电动势越大，在同一电路中，感应电流越大，反之，越小。（2）磁通量变化快慢的意义：①在磁通量变化△Φ相同时，所用的时间△t越少，即变化越快；反之，则变化越慢。②在变化时间△t一样时，变化量△Φ越大，表示磁通量变化越快；反之，则变化越慢。③磁通量变化的快慢，可用单位时间内的磁通量的变化，即磁通量的变化率来表示。实验二：磁通量的变化率也可以用导体切割磁感线的快慢（速度）来表示。（即速度大，单位时间内扫过的面积大）导体ab迅速切割时，指针偏转角度大，反映感应电流大，感应电动势大；导体慢慢切割时，指针偏转角小，反映电流小，感应电动势小。由两实验得：感应电动势的大小，完全由磁通量的变化率决定。高二物理3-2霞浦六中潘丽秋3a1b2cdvab2．法拉第电磁感应定律：（1）磁通量的变化率即磁通量的变化快慢，用△Φ/△t表示，其中△Φ=Φ2－Φ1，△t=t2－t1，（2）法拉第电磁感应定律的内容：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。（3）公式（感应电动势的大小）E=k△Φ/△t，其中k为比例常数当式中各量都取国际单位制时，k为1若闭合线圈是一个n匝线圈，相当于n个电动势为△Φ/△t的电源串联，此时E=n△Φ/△t注意：A、电动势的单位是V，讨论1V=1Wb/s。B、磁通量的变化率△Φ/△t与Φ、△Φ无直接的决定关系。C、引起△Φ的变化的原因有两：△Φ=△B·S，△Φ=B·△S所以E=△Φ/△t也有两种：即E=△B·S/△t、E=B·△S/△t3．推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式（学生自已推导）如图，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，磁感应强度为B，线框平面跟磁感线垂直，线框可动部分ab的长度是l，运动速度的大小是v，速度方向跟ab垂直，同时也跟磁场方向垂直。这个问题中，穿过闭合回路中的磁通量发生变化是由矩形的面积变化引起的，因此我们先计算Δt时间内的面积变化量ΔS。在Δt时间内，可动部分由位置ab运动到a1b1，闭合电路所包围的面积增量为图中阴影部分，而aa1的长度正好是Δt时间内导体ab运动的距离vΔt，因此ΔS＝lvΔtΔφ＝BΔS＝BlvΔt所以：BlvttBlvtE③这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度B、导线长度l、导线运动速度v的乘积。式中的速度v如果瞬时速度，则求得电动势就是瞬时电动势，如果是平均速度，则求得的E就是平均电动势。高二物理3-2霞浦六中潘丽秋4注意：此式适用于B、L、v两两垂直时，若不是呢，此式应怎样修正？E=BLvsinθ【例题】如图所示，L是用绝缘导线绕制的线圈，匝数为100，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5秒内把磁铁的一极插入螺线管，这段时间里穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×10－5Wb。这时螺线管产生的感应电动势有多大？如果线圈和电流表总电阻是3欧，感应电流有多大？注意：向线圈插入磁铁的过程中，磁通量的增加不会是完全均匀的，可能有时快些，有时慢些，因此我们这里算出的磁通量变化率实际上是平均变化率，感应电动势和感应电流也都是平均值。（三）巩固练习有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.08Wb,求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻为10Ω，把它跟一个电阻为990Ω的电热器串联成闭合回路，通过电热器的电流多大?答案：150V；0.15A（四）小结1．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=n△Φ/△t2．导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式E＝Blvsinθ．六、作业：1．P14页（2）、（3）、（4）做在作业本上。2．完成其它题目高二物理3-2霞浦六中潘丽秋5第二课时（一）复习基础知识：1．提问：法拉第电磁感应定律的内容是什么？写出计算公式。公式tnE（感应电动势的大小）2．磁通量的“变化率”与磁通量的“变化量”有何区别和联系？3．由公式tnE推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小的表达式。ΔS＝lvΔtΔφ＝BΔS＝BlvΔt所以：BlvttBlvtE③这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度B、导线长度l、导线运动速度v的乘积。（二）例题精讲【例1】如图所示，设匀强磁场的磁感应强度B为0.10T，切割磁感线的导线的长度l为40cm，线框向左匀速运动的速度v为5.0m/s，整个线框的电阻R为0.5Ω，试求①感应电动势的大小②感应电流的大小解析①线框中的感应电动势E＝Blv＝0.10×0.40×5.0V＝0.20V②线框中的感应电流I＝E/R＝0.20/0.50A＝0.40A【例2】如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2cm，正方形的一半放在和线框垂直的向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每0.1s增加1T时，线框中感应电动势是多大？分析与解答：由法拉第电磁感应定律高二物理3-2霞浦六中潘丽秋6VltBtBStE2.022（三）课堂练习1．讲评作业题2．讲练练习二（1）至（7）题。点评（注重引导学生，尽量让学生自己分析解决问题）：重点点评第（4）、（6）题。提示学生注意：感应电动势的大小，决定于磁通量的变化率。补充练习：1．当线圈中的磁通量发生变化时，则（）A．线圈中一定有感应电流B．线圈中一定有感应电动势C，感应电动势的大小与线圈电阻无关D．如有感应电流，其大小与线圈的电阻有关2．闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列那个物理量成正比？A．磁通量B．磁感应强度C．磁通量的变化率D．磁通量的变化量3．一个N匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面根磁场平面成30º角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法可使线圈中感应电流增加一倍的是（）A．将线圈匝数增加一倍B．将线圈面积增加一倍C．将线圈半径增加一倍D．适当该变线圈的取向（四）布置作业：练习册［教学反思］：