高中物理《電磁感應(yīng)定律》課件(課堂教學(xué))

高中物理新人教版

選修３-２系列課件1學(xué)校課堂高中物理新人教版

選修３-２系列課件1學(xué)校課堂第四章《電磁感應(yīng)》第四節(jié)

《法拉第電磁感應(yīng)定律》2學(xué)校課堂第四章《電磁感應(yīng)》第四節(jié)

《法拉第電磁感應(yīng)定律》2學(xué)校課堂教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能1．知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。3．理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律解決問(wèn)題。（二）過(guò)程與方法通過(guò)推導(dǎo)到線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識(shí)探究問(wèn)題的方法。3學(xué)校課堂教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能3學(xué)校課堂（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．從不同物理現(xiàn)象中抽象出個(gè)性與共性問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個(gè)性的辯證唯物主義思想。2．了解法拉第探索科學(xué)的方法，學(xué)習(xí)他的執(zhí)著的科學(xué)探究精神。教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律。教學(xué)難點(diǎn)平均電動(dòng)勢(shì)與瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)區(qū)別。教學(xué)用具演示法、歸納法、類比法多媒體電腦、投影儀、投影片。4學(xué)校課堂（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀4學(xué)校課堂（1）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問(wèn)題2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（2）磁通量變化思考:5學(xué)校課堂（1）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同

既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。甲NSG乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源6學(xué)校課堂問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.

閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.7學(xué)校課堂1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流：只要磁通量變化,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);

若電路又閉合,電路中就有感應(yīng)電流.磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).8學(xué)校課堂2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)觀察實(shí)驗(yàn),分析思考:問(wèn)題1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?問(wèn)題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

9學(xué)校課堂觀察實(shí)驗(yàn),分析思考:問(wèn)題1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什10學(xué)校課堂10學(xué)校課堂Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I

問(wèn)題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？11學(xué)校課堂Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I問(wèn)題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什總電阻一定時(shí),E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大.問(wèn)題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？12學(xué)校課堂總電阻一定時(shí),E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大.問(wèn)題2：電流表指Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。

磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結(jié)果上看相同不同問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

磁通量的變化率13學(xué)校課堂Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內(nèi)容:注意：公式中Δφ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。2.公式:n為線圈的匝數(shù)14學(xué)校課堂二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路問(wèn)題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題2：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?(可以類比速度、速度的變化和加速度.)

磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無(wú)直接關(guān)系:磁通量大(小,零)，磁通量的變化率不一定大(小,零);磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).思考與討論15學(xué)校課堂問(wèn)題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題2：磁通量變化大,

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過(guò)回路的磁通量變化了多少產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過(guò)回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義16學(xué)校課堂

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1,此時(shí)：2.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1,此時(shí)：4、應(yīng)用:用公式 求E的二種常見(jiàn)情況：（感生電動(dòng)勢(shì)）（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）17學(xué)校課堂1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。25V例與練118學(xué)校課堂有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。16V例與練219學(xué)校課堂一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1.6V例與練320學(xué)校課堂一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸00'以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)900角的過(guò)程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大?00'B例與練421學(xué)校課堂如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸00'以角速度ω作勻速在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/4周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例與練5B00'aωdcb22學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/2周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例與練5B00'aωdcb23學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：()A、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D、線圈中0到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4VABD例與練6斜率表示Φ的變化率24學(xué)校課堂Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁ab×

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××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長(zhǎng)l,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)25學(xué)校課堂ab×××××××θvBV1V2若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線)注意：2、導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度1、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=03、速度v為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)Lvθ為v與B夾角三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)26學(xué)校課堂θvBV1V2若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切勻強(qiáng)磁場(chǎng)v

、B、L兩兩垂直三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)27學(xué)校課堂勻強(qiáng)磁場(chǎng)v、B、L兩兩垂直三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。abθvE=BLVsinθ例與練728學(xué)校課堂如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab在垂直于B在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸OO'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)轉(zhuǎn)過(guò)1/4周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)轉(zhuǎn)過(guò)1/2周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)1周的過(guò)程中ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)哪個(gè)時(shí)刻最大?哪個(gè)時(shí)刻最小?思考:例與練8B00'aωdcb29學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長(zhǎng)問(wèn)題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？

(1)①求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E和某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)；②求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E和某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置對(duì)應(yīng).

(2)①求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；②求出的是某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)?；芈分懈袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：30學(xué)校課堂問(wèn)題：公式①與公式②的區(qū)別和聯(lián)系？(1)公式①中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、聯(lián)系：?jiǎn)栴}：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？公式①和公式②是統(tǒng)一的.31學(xué)校課堂(1)公式①中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)公如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求桿OA兩端的電勢(shì)差.ωAOA'例與練932學(xué)校課堂如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計(jì),在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導(dǎo)體棒長(zhǎng)ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).(1)ab中的電流多大?ab兩點(diǎn)間的電壓多大?(2)維持ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大?(3)ab向右運(yùn)動(dòng)1m的過(guò)程中,外力做的功是多少?電路中產(chǎn)生的熱量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例與練1033學(xué)校課堂如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和問(wèn)題1：在P16圖4.4-3中,電源在電動(dòng)機(jī)線圈中產(chǎn)生電流的方向怎樣?AB邊、CD邊受力方向怎樣?線圈的運(yùn)動(dòng)方向怎樣?直流電動(dòng)機(jī)的原理:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力而運(yùn)動(dòng).問(wèn)題2：電動(dòng)機(jī)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎?方向怎樣?34學(xué)校課堂問(wèn)題1：在P16圖4.4-3中,直流電動(dòng)機(jī)的原理:問(wèn)題3：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電流?是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)?四、反電動(dòng)勢(shì)

1、定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源產(chǎn)生的電流,這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫反電動(dòng)勢(shì).

2、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng).

線圈要維持轉(zhuǎn)動(dòng),電源就要向電動(dòng)機(jī)提供電能.電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.35學(xué)校課堂問(wèn)題3：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電問(wèn)題4：如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng),會(huì)發(fā)生什么情況?這時(shí)應(yīng)采取什么措施?四、反電動(dòng)勢(shì)

3、應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),就沒(méi)有反電動(dòng)勢(shì),線圈中電流會(huì)很大,電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀,要立即切斷電源,進(jìn)行檢查.36學(xué)校課堂問(wèn)題4：如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng),會(huì)發(fā)生什么情況?關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說(shuō)法中正確的是()A、穿過(guò)線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B、穿過(guò)線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零C、穿過(guò)線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D、穿過(guò)線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D注意:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與Φ、△Φ、△Φ/△t的關(guān)系例與練1137學(xué)校課堂關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說(shuō)法中正確的是()D注如圖,一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架,寬度L=1.50m,接有電阻R=0.20Ω,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T,方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上,并能無(wú)摩擦地沿框滑動(dòng),框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì),當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小E=BLv=0.80V例與練1238學(xué)校課堂如圖,一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架,寬度L=1.50m,接有電阻R小結(jié)：①由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，瞬時(shí)值等于平均值，所以也可用下式求E.②如果這時(shí)跨接在電阻兩端有一個(gè)電壓表，測(cè)得的就是外電路上的電壓，即39學(xué)校課堂小結(jié)：①由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，瞬時(shí)值等于平均值，如圖,有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=1.0×10-3T，在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi),有一金屬棒AO,繞平行于磁場(chǎng)的O軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),已知棒長(zhǎng)L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有多大？例與練1340學(xué)校課堂如圖,有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=1.0×10-3T，在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)小結(jié)：也可用進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)閺腛→A,各點(diǎn)的線速度是均勻變化的,故取棒中點(diǎn)的速度代表棒的平均速度，由仍得到上面的結(jié)果.41學(xué)校課堂小結(jié)：也可用進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)閺腛→A,各點(diǎn)的線速度是均勻變化的如圖，邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，初始時(shí)刻線框所在的平面與磁感線垂直，經(jīng)過(guò)t時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)1200角，求：（1）線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間t內(nèi)的平均值.（2）轉(zhuǎn)過(guò)1200角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值.3Ba2/(2t)例與練1442學(xué)校課堂如圖，邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻如圖，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。試求：(1)兩次線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比?(2)兩次線圈中電流之比?(3)兩次通過(guò)線圈電荷量之比?(4)兩次在R中產(chǎn)生熱量之比?例與練1543學(xué)校課堂如圖，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二再見(jiàn)44學(xué)校課堂再見(jiàn)44學(xué)校課堂高中物理新人教版

選修３-２系列課件45學(xué)校課堂高中物理新人教版

選修３-２系列課件1學(xué)校課堂第四章《電磁感應(yīng)》第四節(jié)

《法拉第電磁感應(yīng)定律》46學(xué)校課堂第四章《電磁感應(yīng)》第四節(jié)

《法拉第電磁感應(yīng)定律》2學(xué)校課堂教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能1．知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。3．理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律解決問(wèn)題。（二）過(guò)程與方法通過(guò)推導(dǎo)到線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識(shí)探究問(wèn)題的方法。47學(xué)校課堂教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能3學(xué)校課堂（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．從不同物理現(xiàn)象中抽象出個(gè)性與共性問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個(gè)性的辯證唯物主義思想。2．了解法拉第探索科學(xué)的方法，學(xué)習(xí)他的執(zhí)著的科學(xué)探究精神。教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律。教學(xué)難點(diǎn)平均電動(dòng)勢(shì)與瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)區(qū)別。教學(xué)用具演示法、歸納法、類比法多媒體電腦、投影儀、投影片。48學(xué)校課堂（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀4學(xué)校課堂（1）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？問(wèn)題2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（2）磁通量變化思考:49學(xué)校課堂（1）閉合電路利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同

既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。甲NSG乙產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源50學(xué)校課堂問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.

閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.51學(xué)校課堂1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（E）.2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流：只要磁通量變化,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);

若電路又閉合,電路中就有感應(yīng)電流.磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).52學(xué)校課堂2、產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)觀察實(shí)驗(yàn),分析思考:問(wèn)題1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?問(wèn)題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

53學(xué)校課堂觀察實(shí)驗(yàn),分析思考:問(wèn)題1:在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什54學(xué)校課堂10學(xué)校課堂Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I

問(wèn)題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？55學(xué)校課堂Φ變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I問(wèn)題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什總電阻一定時(shí),E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大.問(wèn)題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系？56學(xué)校課堂總電阻一定時(shí),E越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大.問(wèn)題2：電流表指Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I)大小不等磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。

磁通量的變化快慢越大?從條件上看從結(jié)果上看相同不同問(wèn)題3:在實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

磁通量的變化率57學(xué)校課堂Φ變化的快慢不同Φ都發(fā)生了變化都產(chǎn)生了E(I)產(chǎn)生的E(I二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。1.內(nèi)容:注意：公式中Δφ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。2.公式:n為線圈的匝數(shù)58學(xué)校課堂二、法拉第電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路問(wèn)題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題2：磁通量變化大,磁通量的變化率一定大嗎?(可以類比速度、速度的變化和加速度.)

磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無(wú)直接關(guān)系:磁通量大(小,零)，磁通量的變化率不一定大(小,零);磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).思考與討論59學(xué)校課堂問(wèn)題1：磁通量大,磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題2：磁通量變化大,

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)直接關(guān)系磁通量變化△Ф穿過(guò)回路的磁通量變化了多少產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過(guò)回路的磁通量變化的快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義60學(xué)校課堂

物理意義與電磁感應(yīng)關(guān)系磁通量Ф穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)多少無(wú)1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化,ΔS＝S2-S1,此時(shí)：2.垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化,ΔB＝B2-B1,此時(shí)：4、應(yīng)用:用公式 求E的二種常見(jiàn)情況：（感生電動(dòng)勢(shì)）（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）61學(xué)校課堂1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。25V例與練162學(xué)校課堂有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。16V例與練263學(xué)校課堂一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁場(chǎng)從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1.6V例與練364學(xué)校課堂一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場(chǎng)放置,在0如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸00'以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)900角的過(guò)程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大?00'B例與練465學(xué)校課堂如圖，半徑為r的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸00'以角速度ω作勻速在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/4周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例與練5B00'aωdcb66學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/2周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)例與練5B00'aωdcb67學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：()A、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D、線圈中0到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4VABD例與練6斜率表示Φ的變化率68學(xué)校課堂Φ/10-2Wbt/sABD0120.1單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁ab×

×

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×××

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××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長(zhǎng)l,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)69學(xué)校課堂ab×××××××θvBV1V2若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切磁感線)注意：2、導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度1、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí),E=03、速度v為平均值(瞬時(shí)值),E就為平均值(瞬時(shí)值)Lvθ為v與B夾角三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)70學(xué)校課堂θvBV1V2若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向有夾角(導(dǎo)體斜切勻強(qiáng)磁場(chǎng)v

、B、L兩兩垂直三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)71學(xué)校課堂勻強(qiáng)磁場(chǎng)v、B、L兩兩垂直三、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v與L成θ角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。abθvE=BLVsinθ例與練772學(xué)校課堂如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab在垂直于B在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸OO'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)轉(zhuǎn)過(guò)1/4周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)轉(zhuǎn)過(guò)1/2周時(shí)ab邊產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)1周的過(guò)程中ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)哪個(gè)時(shí)刻最大?哪個(gè)時(shí)刻最小?思考:例與練8B00'aωdcb73學(xué)校課堂在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長(zhǎng)問(wèn)題：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？

(1)①求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E和某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)；②求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E和某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置對(duì)應(yīng).

(2)①求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；②求出的是某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)?；芈分懈袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零。vabcdL1、區(qū)別：74學(xué)校課堂問(wèn)題：公式①與公式②的區(qū)別和聯(lián)系？(1)公式①中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)公式②中v若代表平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、聯(lián)系：?jiǎn)栴}：公式

①與公式

②的區(qū)別和聯(lián)系？公式①和公式②是統(tǒng)一的.75學(xué)校課堂(1)公式①中的時(shí)間趨近于0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)公如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求桿OA兩端的電勢(shì)差.ωAOA'例與練976學(xué)校課堂如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻不計(jì),在M和P之間接有R=3.0Ω的定值電阻,導(dǎo)體棒長(zhǎng)ab=0.5m,其電阻為r=1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.4T.現(xiàn)使ab以v=10m／s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).(1)ab中的電流多大?ab兩點(diǎn)間的電壓多大?(2)維持ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大?(3)ab向右運(yùn)動(dòng)1m的過(guò)程中,外力做的功是多少?電路中產(chǎn)生的熱量是多少?RBrPMNaQbvWF=0.1JI=0.5AF=0.1NQ=0.1JU=1.5V例與練1077學(xué)校課堂如圖,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和問(wèn)題1：在P16圖4.4-3中,電源在電動(dòng)機(jī)線圈中產(chǎn)生電流的方向怎樣?AB邊、CD邊受力方向怎樣?線圈的運(yùn)動(dòng)方向怎樣?直流電動(dòng)機(jī)的原理:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力而運(yùn)動(dòng).問(wèn)題2：電動(dòng)機(jī)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎?方向怎樣?78學(xué)校課堂問(wèn)題1：在P16圖4.4-3中,直流電動(dòng)機(jī)的原理:問(wèn)題3：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電流?是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)?四、反電動(dòng)勢(shì)

1、定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源產(chǎn)生的電流,這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫反電動(dòng)勢(shì).

2、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng).