法拉第电磁感应定律 (2)VIP免费

§4.3法拉第电磁感应定律【教学目标】1知道什么叫感应电动势2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式4知道E=BLvsinθ如何推得5会用和E=BLvsinθ解决问题【学习重点】2通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法2法拉第电磁感应定律[学习难点]平均电动势与瞬时电动势区别【教学内容】[导入新课]在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。【知识点一．感应电动势】1．在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？2．电流大，电动势一定大吗？。3．图b中，哪部分相当于a中的电源？4．图b中，哪部分相当于a中电源内阻？总结：电路中就有感应电动势的条件：_________________有感应电动势是电磁感应现象的本质。分析图4.2-1、4.2-3、4.2-6、4.2-7中的电源是哪一部分。【知识点二．电磁感应定律】问题：感应电动势大小跟什么因素有关？分析上一节演示实验问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么?问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?问题3：在图4.2-2中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?总结：1感应电动势大小和____________成正比2推导法拉第电磁感应定律的设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势为E，则E=k在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成E=设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为E=n13比较：磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ、磁通量的变化率的意义（1）磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。（2）当磁通量很大时，磁通量的变化量△Φ可能很小。同理，当磁通量的变化量△Φ很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可能较小。（3）磁通量Φ和磁通量的变化量△Φ的单位是Wb，磁通量变化率的单位是Wb／s。（4）磁通量的变化量△Φ与电路中感应电动势大小没有必然关系，穿过电路的△Φ≠0是电路中存在感应电动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，越大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。（5）磁通量的变化率，是Φ-t图象上某点切线的斜率。[知识点三．导线切割磁感线时的感应电动势]导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？解析：问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。解析：［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。比较：公式E=n与E=BLvsinθ的区别与联系（1）研究对象不同：E=n的研究对象是一个回路，而E=BLvsinθ研究对象是磁场中运动的一段导体。（2）物理意义不同：E=n求得是Δt时间内的平均感应电动势，当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势；而E=BLvsinθ，如果v是某时刻的瞬时速度，则E也是该时刻的瞬时感应电动势；若v为平均速度，则E为平均感应电动势。（3）E=n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。（4）E=BLvsin...