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2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小1教案 人教版二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo) 1．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，明確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用。 2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能與磁通量的變化相區(qū)別。 3．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通變化率的關(guān)系，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用。 4．知道公式E=BLvsinθ是如何推導(dǎo)出的，知道它只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況。會(huì)用它解答有關(guān)的問題。 5．通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立，進(jìn)一步揭示電與磁的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力和通過觀察、實(shí)驗(yàn)尋找物理規(guī)律的能力。 二、重難點(diǎn)分析 1．重點(diǎn)：理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通變化率的關(guān)系，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用 2．難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力和通過觀察、實(shí)驗(yàn)尋找物理規(guī)律的能力 三、教學(xué)方法： 實(shí)驗(yàn)+啟發(fā)式 四、教 具：演示電流計(jì)、線圈、磁鐵、導(dǎo)線等。 五、教學(xué)過程： （一）引入新課（復(fù)習(xí)）： 1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ （學(xué)生思考并回答） 2、閉合電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么？ （學(xué)生思考并回答） 在電磁感應(yīng)中，有感應(yīng)電流說明有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，讓我們一起來研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生。 （二）進(jìn)行新課 1．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。 （讓學(xué)生看課本圖16—4、16—5）學(xué)生思考回答： 哪部分相當(dāng)于電源？ 教師提示： （1）在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 （2）當(dāng)電路閉合時(shí)，電路中才可能產(chǎn)生感應(yīng)電流，其強(qiáng)弱取決于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和閉合電路的電阻。 （3）當(dāng)電路斷開后，沒有感就電流，但仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)？ 實(shí)驗(yàn)一：（圖見課本圖16—5） 將磁鐵迅速插入和慢慢插入時(shí)，學(xué)生觀察。 ①電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的角度有何不同？反映電流大小有何不同？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小如何？ （學(xué)生思考并回答） ②將磁鐵迅速插入和慢慢插入時(shí)，磁通量的變化是否相同？ （學(xué)生思考并回答） ③換用強(qiáng)磁鐵，迅速插入，電流表的指針偏轉(zhuǎn)如何？說明什么 以上現(xiàn)象說明什么問題？ 小結(jié)： （1）磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，在同一電路中，感應(yīng)電流越大，反之，越小。 （2）磁通量變化快慢的意義： ①在磁通量變化△Φ相同時(shí)，所用的時(shí)間△t越少，即變化越快；反之，則變化越慢。 ②在變化時(shí)間△t一樣時(shí)，變化量△Φ越大，表示磁通量變化越快；反之，則變化越慢。 ③磁通量變化的快慢，可用單位時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化，即磁通量的變化率來表示。 實(shí)驗(yàn)二：（如圖課本16-16） 磁通量的變化率也可以用導(dǎo)體切割磁感線的快慢（速度）來表示。（即速度大，單位時(shí)間內(nèi)掃過的面積大） 導(dǎo)體ab迅速切割時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度大，反映感應(yīng)電流大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大；導(dǎo)體慢慢切割時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角小，反映電流小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小。 由兩實(shí)驗(yàn)得：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 ，完全由磁通量的變化率決定。 2．法拉第電磁感應(yīng)定律： （1）磁通量的變化率即磁通量的變化快慢，用△Φ/△t表示，其中△Φ=Φ2－Φ1，△t=t2－t1， （2）法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容： a1 b2 c d v a b 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 （3）公式（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。? E=k△Φ/△t，其中k為比例常數(shù) 當(dāng)式中各量都取國(guó)際單位制時(shí)，k為1 若閉合線圈是一個(gè)n匝線圈，相當(dāng)于n個(gè)電動(dòng)勢(shì)為△Φ/△t的電源串聯(lián)，此時(shí)E=n△Φ/△t 注意：A、電動(dòng)勢(shì)的單位是V，討論1V=1Wb/s。 B、磁通量的變化率△Φ/△t與Φ、△Φ無直接的決定關(guān)系。 C、引起△Φ的變化的原因有兩：△Φ=△BS，△Φ=B△S 所以E=△Φ/△t也有兩種： 即E=△BS/△t、E= B△S/△t 3．推導(dǎo)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小表達(dá)式（學(xué)生自已推導(dǎo)） 如圖，矩形線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框平面跟磁感線垂直，線框可動(dòng)部分ab的長(zhǎng)度是，運(yùn)動(dòng)速度的大小是v，速度方向跟ab垂直，同時(shí)也跟磁場(chǎng)方向垂直。 a1 b2 c d v a b 這個(gè)問題中，穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化是由矩形的面積變化引起的，因此我們先計(jì)算Δt時(shí)間內(nèi)的面積變化量ΔS。在Δt時(shí)間內(nèi)，可動(dòng)部分由位置ab運(yùn)動(dòng)到a1b1，閉合電路所包圍的面積增量為圖中陰影部分，而aa1的長(zhǎng)度正好是Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)的距離vΔt，因此 ΔS＝vΔt Δφ＝BΔS＝BvΔt 所以：　?、? 這個(gè)公式表示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線、導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向三者垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。 式中的速度v如果瞬時(shí)速度，則求得電動(dòng)勢(shì)就是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，如果是平均速度，則求得的E就是平均電動(dòng)勢(shì)。 注意：此式適用于B、L、v兩兩垂直時(shí)，若不是呢，此式應(yīng)怎樣修正？ E=BLvsinθ 【例題】如圖所示，L是用絕緣導(dǎo)線繞制的線圈，匝數(shù)為100，由于截面積不大，可以認(rèn)為穿過各匝線圈的磁通量是相等的，設(shè)在0.5秒內(nèi)把磁鐵的一極插入螺線管，這段時(shí)間里穿過每匝線圈的磁通量由0增至1.510 －5Wb。這時(shí)螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有多大？如果線圈和電流表總電阻是3歐，感應(yīng)電流有多大？ 注意：向線圈插入磁鐵的過程中，磁通量的增加不會(huì)是完全均勻的，可能有時(shí)快些，有時(shí)慢些，因此我們這里算出的磁通量變化率實(shí)際上是平均變化率，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流也都是平均值。 （三）鞏固練習(xí) 有一個(gè)1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.02Wb增加到0.08Wb,求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果線圈的電阻為10Ω，把它跟一個(gè)電阻為990Ω的電熱器串聯(lián)成閉合回路，通過電熱器的電流多大? 答案：150V；0.15A （四）小結(jié) 1．電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．這就是法拉第電磁感應(yīng)定律E=n△Φ/△t 2．導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小表達(dá)式E＝Blvsinθ． 六、作業(yè)： 1．198頁(yè)（3）、（5）、（6）做在作業(yè)本上。 2．完成其它題目