感应电动势与电磁感应定律.doc

教学比武教案学 科：物理课 题：感应电动势与电磁感应定律班 级：2012级高中理科班授 课 人：林雄时 间：2013年12月16日（星期一）下午第三节地 点：综合楼四楼多媒体教室教学目标： 一知识与技能 1理解感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。知道感应电动势与感应电流的区别与联系。 2理解电磁感应定律的内容和数学表达式。 3理解导体垂直切割磁感线时感应电动势的数学表达式及其与一般表达式之间的区别。 4会用电磁感应定律解决有关问题。 二过程与方法 1通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力； 2通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步定量揭示电与磁的关系，培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力； 3使学生明确电磁感应现象中的电路结构通过公式E=n/t的理解，引导学生推导出E=BLVsin，并学会初步的应用，提高推理能力和综合分析能力。 三情感、态度与价值观 通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程培养学生形成正确的科学态度，学会科学研究方法。教学重点：1感应电动势的定义。2电磁感应定律的内容和数学表达式。3导体垂直切割磁感线时感应电动势的数学表达式。4用电磁感应定律解决有关问题。教学难点： 1通过法拉第电磁感应定律的建立。 2通过公式E=n/t的理解，推导出E=BLVsin教学过程：一复习1感应电流的产生条件：闭合回路磁通量发生变化2电源：能将其他形式能量转化为电能的装置3电动势：电源将其他形式能量转化为电能的本领的大小4闭合电路欧姆定律：，内外电阻之和不变时，E越大，I也越大。二感应电动势1在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势.2在电磁感应现象也伴随着能量的转化3当磁通量变化而电路没有闭合，感应电流就没有，但仍有感应电动势。三电磁感应定律物理量单位物理意义磁通量Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少磁通量的变化率tWb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢区别磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率t2【实验探究一】如右图实验把导体AB和电流计连接起来组成闭合回路，当导体在磁场中做切割磁感线运动。导体AB缓慢地切割磁感线导体AB缓慢地切割磁感线现象：缓慢切割时产生的感应电流很小，快速切割时产生的感应电流较大 分析：总电阻一定时，如果I越大，则E越大。猜想与假设：影响感应电动势的大小的因素可能有哪些？ 答：速度V、磁通量的变化或匝数3【实验探究二】如右图实验强磁铁和弱磁铁插入后不动将较强的条形磁铁和较弱的条形磁铁以相同速度插入线圈将同一磁铁以较快和较慢速度“同程度”插入线圈。现象：磁铁不动时没有电流，磁铁快速插入时电流越大分析得出结论：磁通量不变化时无感应电动势在磁通量变化量相同时，所用时间t越少，感应电动势越大推断：感应电动势与磁通和磁通量变化无直接关系。4实验探究三如右图实验： 缓慢改变变阻器的电阻较快改变变阻器的电阻现象：缓慢改变变阻器的电阻时几乎没有感应电流较快改变变阻器的电阻有较大感应电流分析得出结论：滑动得越快，电流越大，电动势越大5对比三个实验电磁感应对象运动快慢磁通量感应电流I感应电动势现象一导线快（慢）变化快（慢）大（小）大（小）现象二磁铁快（慢）变化快（慢）大（小）大（小）现象三滑片快（慢）变化快（慢）大（小）大（小）分析得出结论：导线切割的快、磁铁插入的快、滑动变阻器滑片滑得快的实质是磁通量量变化得快。感应电动势的大小是磁通量变化快慢有关，即E与t有关。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的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。即：E=kt说明：上式中各物理量都用国际制单位时，k=1；E的单位是伏特（V），的单位是韦伯（Wb），t的单位是秒（s）。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率t，而与磁通量和磁通量的变化量的大小没有必然的关系，与电路的电阻R无关；但感应电流的大小与E和回路的总电阻R有关。若闭合电路是一个n匝线圈，穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，由于n匝线圈可以看作是由n匝线圈串联而成，因此整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍，即E=nt。 三导体切割磁感线时的感应电动势1导体垂直切割磁感线时 如图所示，导体棒ab在间距为L的两导轨上以速度V垂直磁感线运动，磁场的磁感应强度为B。试分析导体棒ab运动时产生的感应电动势多大？ 分析：这属于闭合电路面积的改变引起磁通量的变化，进而导致感应电动势的产生。由法拉第电磁感应定律知，在时间t内2导体不垂直切割磁感线时 若导体不是垂直切割磁感线，即V与B有一夹角，此时可将导体的速度V向垂直于磁感线和平等于磁感线两个方向分解，则分速度V2=Vcos不使导体切割磁感线，使导体切割磁感线的是分速度V1=sin，从而使导体产生的感应电动势为E=BLVsin。说明：在公式E=BLV和E=BLVsin中，L指有效长度即垂直V方向长度。 公式E=BLV和E=BLVsin只适用于部分导体在匀强磁场中做切割感线运动时产生的电动势的计算，产生感应电动势的那部分导体相当于电路的电源。四练习1关于电磁感应，下述说法中正确的是（ ）A穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B穿过线