山東省成武一中高中物理 4.4 法拉第電磁感應(yīng)定律教案 新人教版選修3-2

1、法拉第電磁感應(yīng)定律一、教學(xué)目標(biāo) 1知識(shí)與技能 （1）掌握導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （2）掌握穿過(guò)閉合電路的磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （3）了解平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的即時(shí)值2過(guò)程與方法通過(guò)推理論證的過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和分析問(wèn)題的能力3情感態(tài)度價(jià)值觀運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)研究問(wèn)題，滲透物理思想的教育二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1重點(diǎn)是使學(xué)生掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān) 2在論證過(guò)程中怎樣運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒思想是本節(jié)的難點(diǎn)三、主要教學(xué)過(guò)程 （一）引人新課 復(fù)習(xí)提問(wèn)：在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？要求學(xué)生回答出：切割磁感線(xiàn)時(shí)用右手定則；磁通

2、量變化時(shí)用楞次定律 （二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1設(shè)問(wèn) 既然會(huì)判定感應(yīng)電流的方向，那么，怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢？既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只要能確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流了 2導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)的情況 （ 1）如圖所示，矩形閉合金屬線(xiàn)框 abcd置于有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，現(xiàn)以速度對(duì)勻速拉出磁場(chǎng)，我們來(lái)看感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 在水平方向ab邊受到安培力Fm=BIl的作用因?yàn)榻饘倬€(xiàn)框是做勻速運(yùn)動(dòng)，所以拉線(xiàn)框的外力F的大小等于這個(gè)安培力，即F=BIl在勻速向外技金屬線(xiàn)框的過(guò)程中，拉力做功的功率P=F·V=BIlv 拉力的功并沒(méi)有增加線(xiàn)框的動(dòng)能，而是使線(xiàn)框中產(chǎn)生了感應(yīng)

3、電流I根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F的功率等于線(xiàn)框中的電功率P 閉合電路中的電功率等于電源電動(dòng)勢(shì)（在這里就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）與電流I的乘積 顯然FV=I， 即BIlv=I得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=Blv （1）式中的l是垂直切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度（ab），v是垂直切割磁感線(xiàn)的有效速度（2）當(dāng)ab邊與磁感線(xiàn)成角（如圖2）做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把速度v分解，其有效切割速度v=v· sin 那么，公式（1）可改寫(xiě)為： Blvsin （2） 這就是導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式在國(guó)際單位制中，它們的單位滿(mǎn)足：V=Tm2/s 3穿過(guò)閉合電路的磁通量變化時(shí)（1）參看前圖，若導(dǎo)體ab在t時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位移是

4、l，那么它的速度v即可表示為v=l/t，（2）式=Blvsin 可以改寫(xiě)為 （3） 式中l(wèi)l是ab邊在t時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積llsin 是ab邊在t時(shí)間內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向掃過(guò)的有效面積 Bllsin 是ab邊在此時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的磁通量（磁感線(xiàn)的條數(shù)），對(duì)于金屬線(xiàn)框abcd來(lái)說(shuō)這個(gè)值也就是穿過(guò)線(xiàn)框磁通量在t時(shí)間內(nèi)的變化量這樣（3）式可簡(jiǎn)化為 （2）在一般情況下，線(xiàn)圈多是由很多匝（n匝）線(xiàn)框構(gòu)成，每匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為（4）式的值，串聯(lián)起來(lái)n匝，則線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用 表示這個(gè)公式可以用精密的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這就是法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式 （3）電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比這

5、就是法拉第電磁感應(yīng)定律 4幾個(gè)應(yīng)該說(shuō)明的問(wèn)題 （1）在法拉第電磁感應(yīng)定律中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不是跟磁通量成正比，也不是跟磁通量的變化量成正比，而是跟磁通量的變化率成正比 （2）法拉第電磁感應(yīng)定律反映的是在ta一段時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只有當(dāng)凸t趨近于零時(shí)，才是即時(shí)值 （3）公式=Blvsln 中，當(dāng)v取即時(shí)速度則是即時(shí)值，當(dāng)v取平均速度時(shí)，是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （4）當(dāng)磁通量變化時(shí)，對(duì)于閉合電路一定有感應(yīng)電流若電路不閉合，則無(wú)感應(yīng)電流，但仍然有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （5）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就是電源電動(dòng)勢(shì)，是非靜電力使電荷移動(dòng)增加電勢(shì)能的結(jié)果電路中感應(yīng)電流的強(qiáng)弱由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和電路總電阻決定，符合歐姆定律 （三）課堂小結(jié) 1導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可由 =Blvsin確定2穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律確定，即 3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就是電源電動(dòng)勢(shì)有關(guān)閉合電路相關(guān)量的計(jì)算在這里都適用 4同學(xué)們應(yīng)該會(huì)證明單位關(guān)系： V= WbS五、教學(xué)說(shuō)明 1這一節(jié)課是從能的轉(zhuǎn)化和守恒定律入手展