法拉第電磁感應定律

第章磁感應三法第電磁感應定律教目1知識技（道什么叫感應電動勢。（道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并區(qū)別Φ、Φ、En（解法拉第電磁感應定律內(nèi)容、數(shù)學表達式。（道E=BLvsin如推得。

。（用

和E=BLvsin解問題。（）程方法通過推導到線切磁感線時的感應電動勢公式EBLv掌握運用理論知識探究問題的法。（）感態(tài)度價觀（同物理現(xiàn)象中抽出個性與共性問題培學生對不同事物進行分析找出共性與個性的辯證唯物義思想。（解法拉第探索科學的方法，學習他的執(zhí)著的科學探究精。教重法拉第電磁感應律。教難平均電動勢與瞬電動勢區(qū)別。教方演示法、歸納法類比法教用：課件、媒體電腦、投影儀、投影片。教過（）入課教師：在電磁感現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應電流的條件什么？學生：穿過閉合路的磁通量發(fā)生變化。教師：在電磁感現(xiàn)象中，磁通量發(fā)生變化的方有哪些情況？學生甲：由磁感強度的變化引起的，即=。學生乙：由回路積的變化引起的，即Δ=·。學生丙：由磁感強度和面積同時變化引起的，ΔΦS－BS221學生?。焊爬棣う郸担?點評：該問題學通常只能回答出一兩種情況，要教師啟發(fā)、引導，才能歸納出通量變化

的各種情形指導學生回答此問題時在培養(yǎng)學生的想象能力和概括能力不宜過多糾纏細節(jié)，以免沖淡學重點。教師：恒定電流學過，電路中存在持續(xù)電流的件是什么？學生：電路閉合有電源。教師：在電磁感現(xiàn)象中，既然閉合電路中有感電流，這個電路中就一定有電動。在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生電動勢叫感應電動勢。下面我就來探討感應電動勢的大小決定素。（）行課1感應電動勢教師：CAI件展示出下面兩個電路教師：在圖a與圖中，若電路是斷開，有無電流？有無電動勢？學生：電路斷開肯定無電流，但有電動勢。教師：電動勢大電流一定大嗎？學生：電流的大由電動勢和電阻共同決定。教師：圖中，哪部分相當于中的電源？學生：螺線管相于電源。教師：圖中，哪部分相當于中電源內(nèi)阻？學生：線圈自身電阻。教師：在電磁感現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，路中就有感應電動勢有感應電動勢是電磁感現(xiàn)象的本質(zhì)。2電磁感應定律教師：感應電動跟什么因素有關(guān)？現(xiàn)在演示前課中三個成功實驗，用課展出這三個電路圖，同提出三個問題供學生思考：甲

乙問題：在實驗中，電表指針偏轉(zhuǎn)原因是什問題：電流表指針偏程度跟感應電動勢的大小有什關(guān)問題：第一個成功實中，將條形磁鐵從同一高度插線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同學生甲：穿過電的變化產(chǎn)生E產(chǎn)生I.

學生乙：由全電歐姆定律知I轉(zhuǎn)越大。

E

，當電路中的總阻一定時越大I越大，指針偏丙學生丙：磁通量化相同，但磁通量變化的快慢同。教師磁量變化的快慢用磁通量的變化率描述即單位時間內(nèi)磁量的變化量用公式表示為。上面的三個實驗，同學們可歸納什么結(jié)論呢？學生甲：實驗甲，將條形磁鐵快插入（或拔出比慢插入或（拔出）時，I大大

大，學生乙：實驗乙，導體棒運動越快，

越大，I越大，越。學生丙：實驗丙，開關(guān)斷開或閉合，比開關(guān)閉時移動滑動變阻器的滑片時大

大，I大，教師：從上面的個實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，越，E

越大，即感應電勢的大小完全由磁通量的變化率決精確的實驗表明電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即∝

。這就是法拉第磁感應定律。（師生共同活動推導法拉第電磁感應定律的表式）設(shè)時刻過回路的磁通量為Φ，時刻過回路的磁通量為Φ，在時間t－內(nèi)磁量1的變化量為Δ=－，磁通量的變化率為21

，感應電動勢為，

=

在國際單位制中電動勢單位是伏通量位是韋伯Wb間單位是秒s以證明式中比例系學可以課下自證明式可寫成=

設(shè)閉合電路是一匝線圈穿每匝線圈的磁通量變化率都同時當于單匝線圈串聯(lián)而成，因感應電動勢變?yōu)?n

3導線切割磁感線時感應電動勢教師：導體切割感線時，感應電動勢如何計算？用CAI課展示如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于強磁場中，磁感應強度為，的度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感電動勢？解析在Δt時間內(nèi)導體棒由來的位置運動到ab這時線11框面積的變化量=LvΔt穿過閉合電路磁量的變化量為Δ==BLv據(jù)法拉第電磁感定律，得=

=問題導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角應電動勢可用上面的公式計算？教師：讓我們進下面的推導。用CAI課展示如圖所示電路，閉合電路的一部分體處于勻強磁場中體棒v斜切割磁線，求產(chǎn)生的感應電勢。解析：可以把速分解為兩個量：垂直于磁感線的分量=vθ平行于磁感線的分量v=vθ后不切割磁感線不產(chǎn)12生感應電動勢。者切割磁感線，產(chǎn)生的感應電勢為=BLv=θ1點評國際單位制中式B的位分別特斯m/sθ指與B的夾角。課練【例】如圖所示，有一彎成角光滑金屬導軌POQ水平放置在磁感強度為的勻強磁場中磁方向與導軌平面垂直，有一金屬棒N與軌的OQ邊垂放置當屬從O點開始以加速度右勻加速運動t秒，棒與導軌所構(gòu)成的回路中的感應電動勢是多?解：由于導軌的角為，開始運動t時，金屬棒切割磁感線的有效長為：

2223232klkl0122223232klkl012Ls=

tan據(jù)運動學公式，時金屬棒切割磁感線的速度為由題意知B、、v三互相垂直，1==θtθ2即金屬棒運動t秒時，棒與導軌所構(gòu)的回路中的感應電動勢是E=

ttan點評：在這道題中感應電動勢是在不斷變化的求解的是運動t秒時應電動勢的瞬時值，因而不能法拉第電磁感應定律。【例22001年上海）如圖所示，定于水平面上的金屬框cdef處在豎直向下的勻強磁中，金屬棒ab擱框架上，可無摩擦滑此時構(gòu)一個邊長l的方，電阻r，余電阻不計，開時磁感應強度為B。（）若以t時起，磁感應度均勻增加，每秒增加量，同時保持棒靜止，求棒中感應電流。（在述況中棒終保持靜止當=時需垂直于棒水平外1力多大（3若從t時起磁感應強度逐漸減小，當棒恒定速度向勻速運動，可使棒不產(chǎn)生I，則磁感應強度應怎樣時間變?寫出B與t的系式）解析）據(jù)法拉第電磁感應定律，回中產(chǎn)生的感應電動勢為=

=kl回路中的感應電為EklIrr

（）當t=t時，+101金屬桿所受的安力為BIl=（+）rr

據(jù)平衡條件，作于桿上的水平拉力為==+）1

klr

（3）要使棒中不產(chǎn)感應電流，則通過閉合回路的磁通量不變，即l=Bl（l+vt）解得B=0課練

l0l

001法拉第電磁感應定可以這樣表述：閉合電路中感應電動勢的大?。ǎ└^這一閉合電路的磁通量成比跟過這一閉合電路的磁感應強度成比跟過這一合電路的磁通量的變化率成正D.跟穿過這一閉電路的磁通量的變化量成正比2將一磁鐵緩慢地或速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化的物理量有（）磁量的變化率感電流的大小消的機械率D.磁通量的變化流導體橫截面的電荷量3恒定的勻強磁場中一圓形閉合導線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在磁場中下列哪種運動時，圈中能產(chǎn)生感應電流（）線沿自身所在平面運動沿場方向運動線繞任意直徑做勻速轉(zhuǎn)動D.線圈繞任意一徑做變速轉(zhuǎn)動4一個矩形線圈，在強磁場中繞一個固定軸做勻速運動，當線圈處于如圖所示位置時此線圈（）磁量最大，磁通量變化率最大感應電動勢最小磁量最大，磁通量變化率最大，感電動勢最大磁量最小磁通量變化率最大，感應電動最大D.磁通量最小，通量變化率最小，感應電動勢小5一個N匝的圓線圈，放在磁感應強度為的勻強磁場中，線圈平面跟磁感應強方向成角，磁感應強度隨時間均勻變化，線圈導線規(guī)格不變列方法中可使線中感應電流增加一倍的是（）將圈匝數(shù)增加一倍將圈半徑加一倍

將圈面積增加一倍D.適當改變線圈取向6如圖所示，在豎直下的勻強磁場中，將一個水平放置的金屬b以平初速度拋，設(shè)運動的整個過中棒的取向不變且不計空氣阻屬棒在動過程中產(chǎn)生的感應電動勢大小將（）越越大保不變

越越小D.無法確定7如圖所示是只電容，先用外力使金屬桿ab貼水平行金屬導軌在勻強場中沿垂直磁場方向運動，到一定速度時突然撤銷外力不計摩擦，ab以后的運動情況可能是

減運動到停止勻運動參答：1答案

來往復運動D.加速運動2到合圈中同樣位置通的變化量相同通的變化率不同I=

ERR可知I

不同，消耗的械功率不同，流過導的橫截面的荷量qIt

E·Δ=·Δt=，因不，所以q與磁鐵插入線圈的快慢無.案：RRR3無論線圈繞哪一處徑怎樣轉(zhuǎn)動，都會導致磁通量的變化，從而引起感應電動勢，又是閉合導體線圈，產(chǎn)生感應電.答案：CD4這時線圈平面與磁方向平行，磁通量為零，磁通量的變化率最答案：5A中的雖大一倍，但線圈電也相應發(fā)生變.答案：6于體棒在磁場中做平拋運動體棒在水平方向上以做速動而vv是不變的，0⊥0故==BLv也不變的.答案：⊥7當ab達速度v時，中應電動勢E=，此時電容器已被充電的兩板間電勢差UE=BLv外力撤銷瞬間速仍為v，則棒中感應電勢仍為=BLv電容器帶電荷量未變時極間電勢差為=a與電容器上板間與電容器下板間電