高中物理 《感应电动势与电磁感应定律》教案 鲁科版选修3-2（通用）

1.2 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=BLvsin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。实验一：将磁铁迅速插入和慢慢插入时，学生观察。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）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）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：在磁通量变化相同时，所用的时间t越少，即变化越快；反之，则变化越慢。在变化时间t一样时，变化量越大，表示磁通量变化越快；反之，则变化越慢。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。a1b2cdvab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。2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/t表示，其中=21，t=t2t1，（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/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/t的电源串联，此时E=n/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/t与、无直接的决定关系。 C、引起的变化的原因有两：=BS，=BS所以E=/t也有两种：即E=BS/t、E= BS/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，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。a1b2cdvab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t时间内的面积变化量S。在t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t时间内 导体ab运动 的距 离vt，因此SvtBSBvt所以：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、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。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=BLvsin【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1.510 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10，把它跟一个电阻为990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/t2导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式EBlvsin 六、作业：1P14页（2）、（3）、（4）做在作业本上。2完成其它题目第二课时（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（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。SvtBSBvt所以：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、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0.5，试求感应电动势的大小感应电流的大小解析线框中的感应电动势EBlv0.100.405.0V0.20V线框中的感应电流IE/R0.20/0.50A0.40A【例2】如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2 cm，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0.1 s增加1 T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（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30 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：