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第四节:法拉第电磁感应定律学案


第四节:法拉第电磁感应定律学案
【学习目标】 (1) 、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 (2) 、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ 、Δ Φ 、 (3) 、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 (4) 、知道 E=BLvsinθ 如何推得。 (5) 、会用 E
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②、有感应电流

,是谁充当电源?

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③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势? 。

3、产生感应电动势的条件是什么?

解决问题。

4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现?

(6) 、经历探究实验,培养动手能力和探究能力。 (7) 、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式 E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方 法。 (8) 、通过比较感应电流、感应电动势的特点,把握主要矛盾。 【学习重点】法拉第电磁感应定律探究过程。 【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固 【学习过程】 一、温故知新: 1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么? 3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向? 二、引入新课 1、问题 1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢? 2、问题 2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问 ①、 在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,两电路中是否都有电流?为什么? 本节课我们就来一起探究感应电动势 三、进行新课 (一) 、探究影响感应电动势大小的因素 (1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(猜测) (2)探究要求: ①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。 ②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。 ③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的 最大摆幅; (3) 、探究问题: 问题 1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么? 问题 2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 问题 3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同? (4) 、探究过程 安排学生实验。 (能力培养)

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4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势 用课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体 ab 处于匀强磁场中,磁感应强度为 B,ab 的长度为 L,以速度 v 匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示)

(课件展示)回答以上问题 上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释: 实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时, 实验结论:电动势的大小与磁通量的变化 的变化越 电动势越小。
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大,I 感

,E 感



这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解 (1)B,L,V 两两 (2)导线的长度 L 应为 长度

有关,磁通量的变化越

电动势越大,磁通量

(二) 、法拉第电磁感应定律 1.内容: 2.公式: 3.定律的理解: ??⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ 、Δ Φ 、Δ Φ /Δ t ??⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成 ??⑶感应电动势的方向由 来判断

(3)导线运动方向和磁感线平行时,E= (4)速度 V 为平均值(瞬时值) 就为 ,E ( )

问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ ,感应电动势可用上面的公式计算吗? 5、公式比较

三.反电动势 引导学生讨论教材图 4.3-3 中,电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了 电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动? 学生讨论后发表见解。

??⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定: ??当Δ Φ =Δ BScosθ 则ε = ??当Δ Φ =BΔ Scosθ 则ε = ??当Δ Φ =BSΔ (cosθ )则ε =

课堂练习: 例题 1:下列说法正确的是( )

A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大

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D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大 例题 2:一个匝数为 100、面积为 10cm2 的线圈垂直磁场放置,在 0. 5s 内穿过它的磁场从 1T 增加到 9T。求线圈中的感应电动势。

例题 3、?如图所示,在磁感强度为 0.1T 的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框 ABCD,?框电阻 不计,上面接一个长 0.1m 的可滑动的金属丝 ab,已知金属丝质量为 0.2g,电阻 R=0.2Ω ,不计 阻力,求金属丝 ab 匀速下落时的速度。(4m/s) ??问 1:将上题的框架竖直倒放,使框平面放成与水平成 30°角,不计阻力,B 垂直于框平面, 求 vm ? ??问 2:上题中若 ab 框间有摩擦阻力,且μ =0.2,求 v m ? ??问 3:若不计摩擦,而将 B 方向改为竖直向上,求 v m ? ??问 4:若此时再加摩擦μ =0.2,求 v m ? ??问 5:如图所示在问 2 中的 BC 中间加ε =0.3v、r=0.8Ω 的电池,求 v m ? ??问 6:上题中若有摩擦,μ =0.2,求 v m ? ??问 7:B 改为竖直向上,求 v m ? ??问 8:将电池ε 反接时的各种情况下,求 v m ? 【学习小结】 【布置作业】选修 3-2 课本第 16 页“思考与讨论” 课后作业:第 17 页 1、2、3、4、5 题

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