44 朱壮利《法拉第电磁感应定律》.doc

4.4 法拉第电磁感应定律导学案 1、 导-预习目标 1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。 2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。二、思-课前预习1法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟_成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈，且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同，则整个线圈产生的感应电动势大小E=_。3直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时，如果运动方向与磁感线垂直，那么导线中感应电动势的与_、_和_三者都成正比。用公式表示为E=_。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一夹角，我们可以把速度分解为两个分量，垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线，对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为 E=Blvsin。4应该知道：用公式E=n/t计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式E=Blv计算电动势的时候，如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值；如果v是平均速度则电动势是平均值。5.公式E=n/t是计算感应电动势的普适公式，公式E=Blv则是前式的一个特例。6关于电动机的反电动势问题。电动机只有在转动时才会出现反电动势（线圈转动切割磁感线产生感应电动势）；线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反，所以称为反电动势；有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率P=E反I；电动机工作时两端电压为U=E反+Ir（r是电动机线圈的电阻），电动机的总功率为P=UI，发热功率为P热=I2r，正常情况下E反Ir，电动机启动时或者因负荷过大停止转动，则I=U/r，线圈中电流就会很大，可能烧毁电动机线圈。7.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这句话高度概括了楞次定律，但是由于产生感应电流的情景有好多种，所以楞次定律的表述也有好几种，主要有以下五种：(1)闭合线圈的面积不变，感应电流是因磁场变化引起的则感应电流的磁场阻碍原磁场的变化克强助弱；(2)磁场不变，感应电流是因回路面积变化而产生的则感应电流的磁场阻碍其面积的变化-增缩减扩。(3)感应电流是因为导体与磁场的相对运动产生的则感应电流的磁场阻碍它们的相对运动”来拒去留”或“去则吸引、来则排斥”。(4)感应电流是因自身的电流变化而产生的则感应电流的磁场阻碍电流的变化-增反减同。（这一点将在自感现象中遇到）(5)感应电流是因为闭合电路中的一部分导体切割磁感线产生的，则用右手定则判断感应电流的方向。右手定则是楞次定律的特例，根据楞次定律切割磁感线产生的安培力一定阻碍切割磁感线的运动。我们应用楞次定律时可以在上述五种方法中选择自己觉得比较简单的一种。3、 学生讨论 要正确理解楞次定律中的“阻碍”两字的意思：（1）阻碍不是阻止。磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍原磁场的减弱，但原磁场毕竟还在减弱。在直导线切割磁感线产生感应电流时，感应电流的出现一定阻碍切割磁感线的运动，但不是阻止这种运动，因为这种运动还在进行。（2）阻碍不一定是反抗，阻碍还可能有补偿的意义。当磁通量减少时感应电流的磁场就补尝原磁场的磁通量的减少。这里关键是要知道阻碍的对象是磁场的变化，阻碍的对象不是磁场。（3）阻碍是能量守恒的必然结果，在电磁感应现象中克服感应电流的阻碍作用做多少功就有多少其它形式的能转化为感应电流的电能。四、展、5、 评、 例1如图4-3-19所示，当长直导线中电流减小时，两轻质闭合导体环a、b将如何运动？例2如图4-3-20所示，一条形磁铁从线圈上方落下，试问，在磁铁接近线圈和离开线圈的两过程中，其加速度与重力加速度g的关系分别如何？例3图4-3-21中A是一个边长为L的方形线框，电阻为R，今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域。若以x轴为正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为（）例4如图4-3-22所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感生电流强度随时间变化规律的是：()例5如图4-3-23所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B0。（1）若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？5、 -课后练习1、应用楞次定律判断感应电流的方向，一般步骤是：首先要明确_；其次要明确_；再次根据楞次定律确定_；最后利用_确定感应电流的方向。2、图4-3-25表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，O表示导体的横截面，a、b、c、d分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向为垂直纸面向里时，导体的位置是（）3、如图4-3-26所示，若不计滑轨的电阻，当导线MN在磁感应强度为B的匀强磁场中向右作匀速平动时下列结论中正确的是（） A、线圈L2中的电流方向如图所示 B、电流计G中无电流通过C、电流计G中有电流通过，方向从a到b D、电流计G中有电流通过，方向从b到a4、 当闭合电路的一部分导体（长度为l）在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速运动时，若电路中有感应电流产生，且l垂直于B、v，则导体运动方向和磁感线之间的夹角一定不等于多少度？5、