教学课题:法拉第电磁感应定律--感应电动势的大小教学目的:⒈理解感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量,并能判定其方向⒉在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律,引导学生推导出E=BLV⒊培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的习惯教学重点:法拉第电磁感应定律教学难点:磁通量,磁通量的变化,磁通量的变化率的区别教学方法:实验,讲授法教学仪器:大型示教电流表和电压表,演示线圈,条形磁铁,开关,导线若干。授课人:城东中学------龙娆媛教学过程:一、引入新课,并进行新课教学:1.感应电动势在《稳恒电流》一章的学习中,我们知道,导体中有持续电流的必要条件之一是导体两端存在电势差,它是由电源的电动势产生的.上节课我们学习了电磁感应现象,知道只要闭合电路中的磁通量发生了变化,闭合电路中就有电流产生,比较这两个现象,共同点是电路中有电流产生,从产生电流的原因来分析,前者是由电源电动势产生电流,那么后者呢?不难得出结论,在电磁感应现象中,闭合电路的电流也应由电动势产生.在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势,为了加深理解,我们看下面图1。比较图(a)与图(b),我们不难得出结论:图(b)中的虚线部分相当于图(a)的电池的作用:使电路两端产生电动势,从而让电路内出现电流.让学生按上节课图17-4,图17-5,图17-6,找出相当于电源的部分.2.法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小.感应电动势的大小与哪些因素有关呢?我们先看如图2所示实验:用心爱心专心当开关S断开时,在磁铁N插人或拔出的过程中V的指针偏转而G的指针不动.说明回路中无感应电流.但有感应电动势,当回路中开关S闭合时,两表指针均偏转,说明回路闭合时有感应电流也有感应电动势.结论1.无论电路闭合与否,只要穿过回路中的磁通量发生变化,就会在导体两端产生感应电动势,产生感应电动势那部分导体就是电源.当磁铁放人其中时,V表的指针不偏转,当磁铁插人与拔出时,V表的指针有偏转,当磁铁插人或拔出的速度变大时(即磁通量变化越快时),指针偏转角度越大(即感应电动势越大).结论2.感应电动势的大小与磁通量的变化快慢,即磁通量的变化率大小有关,就好像加速度大小与速度的变化快慢即速度的变化率大小有关一样.精确的实验表明;电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比.这就是法拉第电磁感应定律。写成数学表达式为:tSBktktkE12式中k为比例常数,当中的单位用韦伯(Wb)表示,t的单位用秒(s)表示,感应电动势E的单位用伏特(V)表示,k取1,所以tE图2是一个n匝线圈闭合电路,且穿过每个线圈的磁通量的变化率都相同,由于n匝线圈可看成n个单匝线圈串联,就像n个电池串联一样,故整个线圈的感应电动势应为:tnE前面我们研究的是磁场中的磁感应强度B发生变化引起的感应电动势,如果磁场B不变化,按的要求B不变就必须S变化,所以下面我们从法拉第电磁感应定律来推导切割磁感线运动时,感应电动势的表达式,用心爱心专心如图3所示,将矩形abcd放在磁感强度为B的匀强磁场中,线框平面跟磁感线垂直,设线框可动部分ab的长度为L.以速度v向右运动,在t时间内由位置ab移到位置a1、b1,这时线框面积的变化量为tvLS,磁通量变化量tvLB,代入公式BlvttBlvtE若导线运动方向与导线本身垂直,但跟磁感强度方向有夹角,则速度垂直磁感线的分量1v对产生感应电动势有贡献,而速度v平行于磁感线的分量2v对产生感应电动势无贡献,故E的表达式为sin1blvBlvE如图4所示。式中E的单位为伏特(V),B的单位为特斯拉(T),L的单位为米(m),v的单位为米每秒(m/s)二、小结:1、在电磁感应现象中产生的电动势,按其产生的原因不同可分为两种;①导线切割磁感线运动时,由于S变化而引起磁通量变化产生的感应电动势称为动生电动势.②由于磁场中磁感强度B的变化而引起磁通变化产生的感应电动势称感应电动势.高中阶段把这两种情况统称为感应电动势.用心爱心专心2、tE多表示平均感应电动势,而sinBlvE多表示为瞬时...