内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《第四节法拉第电磁感应定律》导学案 新人教版选修32.doc

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修第四节法拉第电磁感应定律导学案【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固【教学用具】检流计、螺线管、磁铁。【学习过程】一、温故知新：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？二、引入新课1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,此电路中是否有电流?为什么?、有感应电流,是谁充当电源?、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？在电磁感应现象中，无论电路是否闭合，只要穿过电路的 ，电路中就有 产生，产生感应电动势的那部分导体相当于 。电磁感应现象的实质是产生 ，如果电路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则无感应电流。本节课我们就来一起探究感应电动势三、进行新课（一）、探究影响感应电动势大小的因素（1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（猜测）（2）探究要求：、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。 、迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅；（3）、探究问题：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：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ （4）、探究过程安排学生实验。（能力培养）上面的实验，我们可用磁通量的变化率来解释：实验中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，i感 ，e感 。实验结论:电动势的大小与磁通量的变化 有关，磁通量的变化越 电动势越大,磁通量的变化越 电动势越小。（二）、法拉第电磁感应定律1.从上面的实验我们可以发现，越大，e感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。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，即e。这就是法拉第电磁感应定律。，2.推导法拉第电磁感应定律的表达式：穿过电路的磁通量在t1时刻为1，在t2时刻为1，则在t= t2t1时间内磁通量的变化量为= ，磁通量的变化率为 。用e表示闭合电路中的感应电动势，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，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，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍，即e= 3.法拉第电磁感应定律1.内容:2.公式: 3.适用条件：4.定律的理解:磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率t的区别。感应电动势的大小与磁通量的变化率成 感应电动势的方向由 来判断 （4）适用于各种电磁感应现象，求出的电动势为t时间内的感应电动势的平均值。4、特例导线切割磁感线时的感应电动势如图所示电路，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匀速切割磁感线向右运动，在t时间内，由原来的位置ab运动到a1b1,求产生的感应电动势？ 这是导线切割磁感线时的感应电动势计算的更简捷公式，需要理解（1）b,l,v三者两两 （2）导线的长度l应为 长度（3）导线运动方向和磁感线平行时，e= （4）速度v为平均值（瞬时值），e就为 （ ）问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，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。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），指v与b的夹角。比较：公式e=n与e=blvsin的区别与联系比较项目研究对象物理意义范围联系e=ne=blvsin三反电动势1.思考与讨论：如右图所示，电动机线圈中的电流方向以及ab、cd两个边受力的方向都标明。既然线圈在磁场中运动，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源电动势，还是削弱了电源电动势？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？2. 反电动势：在含有电动机的电路中，电动机转动时，线圈中的磁通量发生变化也产生感应电动势，这个感应电动势总要起 的作用，我们把这个电动势称为反电动势。讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？课堂练习：1、一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1t增加到0.5t，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 ，磁通量的变化率是，线圈中感应电动势的大小是 。2、一导体棒长为40cm，在磁感应强度为0.1t的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为5m/s，棒在运动中能产生的最大感应电动势为v。3：下列说法正确的是（ ）a、线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大b、线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大c、线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大d、线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大4、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ） a、导体相对磁场运动，一定会产生电流 b、导体切割磁感线，一定会产生电流 c、闭合电路切割磁感线就会产生电流 d、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势5、穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2wb，则（ ） a、线圈中的感应电动势每秒钟增加2vb、线圈中的感应电动势每秒钟减少2v c、线圈中的感应电动势始终为2vd、线圈中不产生感应电动势7如图所示，长度l0.4m，电阻rab0.1w的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动。运动速度v5m/s。 线框中接有r0.4w的电阻。整个空间有磁感应强度b0.1t的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面。其 余电阻不计（！）导体ab中电流的方向？电路abcd中相当于电源的部分是_；_端相当于电源的正极。（2）画出等效电路图。（3）电阻r两端的电压是多少伏？电阻r