2019年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律课件新人教版选修3_2

用心 爱心 专心 法拉第电磁感应定律复习课·教案

一、教学目标

1．在物理知识方面要求．

(1)通过复习，进一步理解感生电动势的概念，明确感生电动势的作用；

(2)在复习巩固的基础上，熟练掌握法拉第电磁感应定律．

2．通过本节复习，培养学生运用物理知识，分析和解决一些实际问题的能力．

二、重点、难点分析

1．重点是对法拉第电磁感应定律的进一步理解和运用；

2．难点是法拉第电磁感应定律的综合运用．

三、教具

投影片(或小黑板)．

四、主要教学过程

(一)复习引入新课

1．叙述法拉第电磁感应定律的内容．

2．写出其表达式． 用心 爱心 专心

ε=BLv

的区别和联系．

由图1所示，讲清图中各示意，引导学生共同推导．

设在Δt时间内，导体MN以速度v切割磁感线，移动距离为d=vΔt，设MN长为L，这一过程中，回路磁通量变化为

ΔФ=Ф2-Ф1

=B(s+d)L-BsL

=BLd．

根据法拉第电磁感应定律，

说明：

上述推导需条件：磁感应强度B、导线切割速度v与长度L三者互相垂直，若上述三垂直中只有二垂直，而v与B不垂直，设夹角为θ，再请全体学生推导ε的计算式．教师指点方法：将v分解，其中与磁感线平行的速度分量没有作用，有效切割速度为vsinθ(图2)，因此得：

ε=BLvsinθ． 用心 爱心 专心

指出上式中当θ=90°时，ε=BLvsin90°=BLv．

5．关于ε=BLvsinθ的意义．

(1)sinθ的意义是把公式中的B、L、v转化为两两垂直：

①vsinθ=v⊥，是将切割磁感线的速度v分解为垂直于B和L的有效分量；

②Bsinθ=B⊥，是将磁感应强度B分解为垂直于v和L的有效分量；

③Lsinθ=L⊥，是将导体长L等价成垂直于B和v的有效长度．

在上述分解和转化的方法是等价的，所得结果完全相同．

(2)在上式中，若速度v是即时速度，则电动势ε即为即时电动势；若速度v是平均速度，则电动势ε即为平均电动势．

第二节 法拉第电磁感应定律练习

1．(单选)关于感应电动势的大小，下列说法正确的是( )

A．穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大

B．穿过闭合回路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零

C．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零

D．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零

解析：磁通量大小与感应电动势大小不存在内在的联系，故A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合回路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错D对．

答案：D

2．(多选)穿过一个10匝线圈的磁通量每秒均匀地减少2 Wb，则该线圈中的感应电动势( )

A．大小不变 B．随时间均匀变化

C．减少了20 V D．等于20 V

解析：由感应电动势的表达式E＝nΔΦΔt可计算出多匝线圈的电动势的大小．磁通量均匀变化意味着变化率恒定．

答案：AD

3．(单选)穿过一个电阻为1 Ω的单匝线圈的磁通量发生变化：在Δt1时间内是每秒均匀地减小2 Wb，在Δt2时间内是每秒均匀地增大2 Wb.则( )

A．线圈中产生的感应电动势在Δt2时间内比在Δt1时间内大2 V

B．线圈中产生的感应电动势在Δt1时间内和在Δt2时间内一定都大于2 V

C．线圈中产生的感应电动势一直是2 V

D．线圈中产生的感应电流的大小前后两段时间不相等

解析：根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt＝2 V，则I＝ER＝2 A．故本题只选C.

答案：C

4．(单选)闭合圆形金属环放在匀强磁场中，金属环所在平面与磁场垂直．当磁感应强度均匀增加时，产生的感应电动势为E1，若用同样的材料制成半径为前者2倍的圆形金属环，同样放在该磁场中，则感应电动势为( )

A．2E1 B．E1

C．4E1 D.2E1

解析：由法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt可知，当环的半径变成2倍时，面积变成4倍，ΔΦ就是同种情况下的4倍，所以E变成4倍，即C正确．

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7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

[学习目标] 1.知道涡流的产生原因及涡流的防止和应用.2.知道电磁阻尼和电磁驱动的原理和应用．

一、涡流

1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体中组成闭合回路，很像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．

2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(ΔBΔt越大)，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．

二、电磁阻尼

当导体在磁场中运动时，导体中产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼．

三、电磁驱动

若磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动．

[即学即用]

1．判断下列说法的正误．

(1)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热．( × )

(2)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律．( √ )

(3)电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化．( √ )

(4)电磁驱动中有感应电流产生，电磁阻尼中没有感应电流产生．( × )

2．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)．一个质量为m的小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，重力加速度为g，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量为________． ********灿若寒星竭诚为您提供优质文档*********

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图1

答案 mg(b－a)＋12mv2

一、涡流

[导学探究] 如图2所示，线圈中的电流随时间变化时，导体中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？

图2

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1 2

法拉第电磁感应定律

[学习目标定位]

1.能区别磁通量Φ，磁通量的变化ΔΦ和磁通量的变化率ΔΦΔt.2.能记住法拉第电磁感应定律及其表达式.3.能运用E＝ΔΦΔt和E＝BLv解题．

1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．

2．磁通量发生变化的方式：磁感应强度B变化、闭合电路的有效面积S变化、磁感应强度B和闭合电路的有效面积S均变化．

一、感应电动势

1．由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势．产生电动势的那部分导体相当于电源．

2．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势．如果电路是闭合的，就有感应电流；如果电路是断开的，则不会形成感应电流，但感应电动势仍存在．

二、法拉第电磁感应定律

1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．

2．表达式为E＝nΔΦΔt，其中n是线圈的匝数．

三、导线切割磁感线产生的感应电动势

当导线切割磁感线产生感应电动势时，E＝BLv(B、L、v两两垂直时)，E＝BLvsin_α(v⊥L，但v与B夹角为α).

一、法拉第电磁感应定律

[问题设计]

1．在图1所示实验中，以相同速度分别将一根和两根条形磁铁快速插入或拔出螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？可以得出什么结论？

图1 百度文库

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2 答案 将一根条形磁铁快速插入或拔出螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度小；而以相同速度将两根条形磁铁快速插入或拔出螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度大．由此可以得出结论：在磁通量变化所用时间相同时，感应电动势E的大小与磁通量的变化量ΔФ有关，ΔФ越大，E越大．

2．在图1所示实验中，保证磁通量变化相同，将两根条形磁铁快速或慢速插入螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？可以得出什么结论？

答案 将两根条形磁铁快速插入螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度大；将两根条形磁铁慢速插入螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度小．由此可以得出结论：在磁通量变化量相同时，感应电动势E的大小与磁通量的变化所用的时间Δt有关，Δt越小，E越大．