高三物理教案：電磁感應教案（二）
學生甲：實驗中，將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時， 大，I感大，
E感大。
實驗結論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關，磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大，電動勢越大。
(二)、法拉第電磁感應定律
從上面的實驗我們可以發現， 越大，E感越大，即感應電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。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E∝ 。這就是法拉第電磁感應定律。
(師生共同活動，推導法拉第電磁感應定律的表達式)(課件展示)
E=k
在國際單位制中，電動勢單位是伏(V)，磁通量單位是韋伯(Wb)，時間單位是秒(s)，可以證明式中比例系數k=1，(同學們可以課下自己證明)，則上式可寫成
E=
設閉合電路是一個N匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當于n個單匝線圈串聯而成，因此感應電動勢變為
E=n
1.內容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
⑶感應電動勢的方向由楞次定律來判斷
⑷感應電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定：
當ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
當ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
當ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意： 為B.S之間的夾角。
4、特例——導線切割磁感線時的感應電動勢
用課件展示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢?(課件展示)
解析：設在Δt時間內導體棒由原來的位置運動到a1b1，這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據法拉第電磁感應定律，得
E= =BLv
這是導線切割磁感線時的感應電動勢計算更簡捷公式，需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導線的長度L應為有效切割長度
(3)導線運動方向和磁感線平行時，E=0
(4)速度V為平均值(瞬時值)，E就為平均值(瞬時值)
問題：當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ，感應電動勢可用上面的公式計算嗎?
用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產生的感應電動勢。
解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強調：在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s)，θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt：求平均電動勢
E=BLV ： v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值時求平均電動勢
課堂練習：
例題1：下列說法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產生的感應電動勢越大
例題2：一個匝數為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。
解：由電磁感應定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數值可得E=1.6V
例題3、在磁感強度為0.1T的勻強磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD，框電阻不計，上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab，已知金屬絲質量為0.2g，電阻R=0.2Ω，不計阻力，求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m/s)
問1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30°角，不計阻力，B垂直于框平面，求v ?
答案：(2m/s)
問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且μ=0.2，求v ?
答案：(1.3m/s)
問3：若不計摩擦，而將B方向改為豎直向上，求v ?
答案：(2.67m/s)
問4：若此時再加摩擦μ=0.2，求v ?
答案：(1.6m/s)
【課堂小結】
1、讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。
2、認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。
3、讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。
【布置作業】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業：第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架,把書本知識轉化為自己的知識,讓學生有收獲成功感。
本節課,重點是理解法拉第電磁感應定律,不要過多的進行訓練,不能急于求成,應該循序漸進.
(責任編輯：郭峰)
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