探究感应电动势的大小正式版共45页

问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，
快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看
从结果上看
相同 Φ都发生了变化
都产生了I
不同 Φ变化的快慢不同.
产生的I大小不等10
学生演示实验
①磁铁快速 插入线圈
②磁铁慢速 插入线圈
学生观察指针. 的变化 11
实验结论：
①在磁通量变化△φ相同时，
所用的时间△t越大，即磁通量变化
② 、E=BLVsinθ 多表示为瞬时感应电动势。θ可以为
B、L、V中任意两个量之间的夹角。且L是指切 割磁感
线的有效长度．
.
31
三、重要的推论
t
E B1 L B vL si v n（. θ为v与B夹角） 21
电动势的区别
• 说明：公式E=Δφ/Δt，E=nΔφ/Δt 一般适用于求解平均电动势的大小；
• 而推导公式E=BLV一般适用于切 割磁感线运动导体的瞬时电动势的 大小。
.
22
巩固练习：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟 均匀地增加2 Wb，则：
越慢,感应电动势E越小；反之， △t
越小，即磁通量变化越快,感应电动
势E越大。
②在变化时间△t相同时，变化量
△φ越大，表明磁通量变化越快，感应电
动势E越大；反之，变化量△φ越小，表
明磁通量变化越慢，感应电动势
E越小。
.
12
§16.2 法拉第电磁感应定律
——感应电动势的大小
一、感应电动势（E）
1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。 2．磁通量变化越快，感应电动势越大。
.
3
§16.2 法拉第电磁感应定律

由电流产生的条件知道：既然有感应电流，那么电路中就 一定存在电动势。电磁感应现象中产生的电动势叫做感应 电动势，感应电流的大小不同，是因为感应电动势的大小 不同
问题1：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,该电 路中是否有电流?为什么?
a 答：有，因为磁通量有a 变化 S v
Δt 第电磁感应定律。
2.数学表达式 E ΔΦ
Δt
E=k ΔΦ Δt
在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是
韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系
数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成
E= ΔΦ Δt
所以 Wb V s
问题：若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量 相同，则E=？ 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：
2.感应电动势的大小: E=BLv1 =BLvsinθ
最困难的时候，也往往是我们离成 功不远的时候。
一、感应电动势
1.在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势 2.产生感应电动势的那部分导体相当于电源．
3.感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动 势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应 电流一定存在感应电动势．
思考与讨论 感应电动势的大小跟哪些因素有关？
实验探究：探究感应电动势的大小与磁通量变化的关系.
××××
Δ Φ =BΔ S =BLvΔ t 产生的感应电动势为：
× G×
×v× ××
× ×
E Φ BLvt BLv
t t
×××× × b× × b× ××××
（v是相对磁场的速度，其中 L B、 L v ）

探究感应电动势的大小正式版
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非

磁通量变化快 Δφ / Δ t大
感应电流大
感应电动势 E大
I E Rr
产生感应电动势的条件: 无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量
发生变化，线圈中就有感应电动势. 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回
路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应 电动势而无感应电流。
二:法拉第电感应定律
电动势
• 适用条件: B⊥V , B⊥L (两两垂直) • (1)如果V是平均速度,则E为平均电动势. • (2)如果V是瞬时速度,则E为瞬时电动势.
知识补充 (1)
当速度v与磁感应强度B不垂直时，可将V分 解为平行于B的分量V||（对感应电动势无贡 献），垂直于B的分量V，则感应电动势：
E B lv⊥ Blvsin
电动势计算公式之间的区别和联系
E n t
用来计算任何情况下的电动势.
E BLV
只能用来计算导体棒切割磁感线产 生的电动势
求的是Δt时间内的 平均感应电动势Ē
求的是某时刻的瞬 时感应电动势 条件是垂直切割， 即V⊥B 若不垂直，就用正 交分解
注意：
1、E=BLV，只适用于B、L、V三者相互垂直的 情况。
• 课后练习题 • P199:练习：３．５．７
[知识网络]
磁通量
电磁感应现象
产生感应电流的条件
自感现象 自感系数
感应电动势大 小
E=n t
E=BLv
感应电流(电动势)的方向 楞次定律 右手定则
产生电动势部分相当于电源与其它部分构成闭合回路， 应用闭合电路欧姆定律，安培力，牛顿定律，能量观点， 动量观点解决电磁感应问题和力、电、磁综合问题。
法拉第电磁感应定律
Fundamental Law of electromagnetic induction

而与Φ、Δφ无关。
巩固练习：
如图所示，长为3L圆导体棒与一金属框架紧密接触，框架上两 个电阻的阻值均为R，整个装置放在磁感应强度为B、方向垂直 于纸面。若导体棒以速度V向右匀速运动，则流过每个电阻的电 流为多少？
L
R
LV R
L
若将导体棒改为半径为L / 2的 导体环，则又如何？
巩固练习：
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑
圆周运动知识可知：OC上各点的线速度大小与半径成正比。所
以OC棒切割磁感线的速度可以用棒上各点的平均切割速度。
即：
V VO VC VC 1 r
2
22
E BLV 1 BLr
2
学法指导：
电磁感应现象
ΔΦ≠0 闭合
ΔΦ≠0
感应电流
感应电动势
平均感应电动势 Ē=nΔΦ/Δt
瞬时感应电动势 E=BLV
法拉第电磁感应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ律 感应电动势的大小
实验复习：
电流的产生复习：
1、导体切割磁感线 2、磁铁插入或拨出螺线管 3、原副线圈
1、电流产生的原因是导体中的 自由电荷在电场力的作用下，做 定向移动。
结论：
1、只要穿过闭合电路的磁通量 发生变化（Δφ≠0），闭合电 路中就有感应电流产生。
2、磁通量变化越快（ Δφ / Δ t 越大），感应电流越大。
半圆形导体框架。OC为一奶绕O点在框架上滑动的导体棒，OA
之间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速
度ω匀速转动。试求：
ω
（1）图中哪部分相当于电源？
C
（2）感应电动势E为多少？
（3）流过电阻R的电流I为多少？

作业
课本家庭作业P25 3、4、5、6题
小结：
一、感应电流与感应电动势 二、法拉第电磁感应定律
.
1、公式：
2、推论： 三、反电动势
Φ En t
E BLv
线圈转动时产生的感应电动势总要削弱电源电动势的作用， 且阻碍线圈的转动。
解由题意知：a 4m / s 2
1)E BS = t t Bl 1 at 2 2 t
1 1 Bl at 0.4 0.5 4 5V 2V 2 2 2）Et Blvt Blat 0.4 0.5 4 5V 4V
例.直接写出图示各种情况下导线两端的感应电动势的表达 (B.L.ν.θ.R已知) ①E Blv sin ;
对应练习 1.在磁感应强度随时间变化的磁场中，垂直磁场放置一 个面积为0.1m2的圆环。在0.02s内磁场的磁感应强度由0 增大到0.3特，求圆环中的平均感应电动势。
BS 0 0.3 0.1 E = V 1.5V t t 0.02
0
2.如图，半径为r的金属环绕通过某直 径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强 磁场的磁感应强度为B，从金属环面与 磁场方向重合时开始计时,则在金属环 转过900角的过程中，环中产生的电动 势的平均值是多大?
E感应 I 感应 Rr 若闭合电路保持不变，感应电流I就与感应电动势E成正比
AB摆动越快，指针偏转 的角度越大，电流越大
插入速度越快，指针偏转 的角度越大，电流越大
实验三、探究感应电动势的大小
实验结论
感应电动势的大小与磁通量变化的快慢（即变化率）有关。
Φ 磁通量变化快慢可用磁通量的变化率 反咉 t 感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源 二、法拉第电磁感应定律 1、内容：电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁 通量的变化率成正比。 E Ek 2、数学表达式： t t 当E单位取V，△Φ单位取Wb， △t单位取s时，K值等于1，

备课人拓伟岸审稿人赵恒星，王海英，李夏旭定稿人赵恒星章、节名称第一章电磁感应与现代生活第3节探究感应电动势的大小课题探究感应电动势的大小教学目标知识与技能（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、ΔΦ、t∆∆Φ。

（3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

（4）知道E=BLv sinθ如何推得。

（5）会用tnE∆∆Φ=解决问题。

过程与方法（1）经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。

（2）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。

情感态度价值观（1）从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

（2）通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。

教学重点法拉第电磁感应定律教学难点感应电流与感应电动势的产生条件的区别教学方法实验法、归纳法、类比法、总结学法指导观察、分析讨论、思考体会教具、仪器多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、灵敏电流计、螺线管、磁铁教学过程教师活动学生活动备注一、复习提问：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？穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。

电路闭合，且这个电路中就一定有电源。

由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。

教学过程教师总结回答：既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了．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,该电路中是否都有电流?为什么?②、有感应电流,是谁充当电源?总结回答：由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。

止状态，试求：(g＝10 m/s2)
图9
(1)通过导体棒 ab 的电流大小？
解析 (1)导体棒达到最大速度 vm 时受力平衡，有 F＝F 安 m， 此时 F 安 m＝B2LR2vm， 解得 vm＝12.5 m/s.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
4．(公式 E＝nΔΔΦt 的应用)如图 9 所示，线框由导线组成，cd、ef 两边竖直
ΔΔΦt 即为 Φ－t 图象对应时刻切线的斜率
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
3.(公式 E＝Blv 的应用)如图 8 所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置
的金属棒 ab 以水平初速度 v0 抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金
属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将
3.产生感应电动势的那部分导体相当于 电源 .如果电路没有闭合，这时虽然没有 感应电流 ， 但电动势依然存在.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、导线切割磁感线时的感应电动势
如图 1 所示，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，ab 以速度 v 匀速切割 磁感线，求回路中产生的感应电动势.
图5
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
解析 (1)由题图乙可知ΔΔBt ＝0.1 T/s
由法拉第电磁感应定律有 E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBt S＝2.0×10－3 V 则 I＝2ER＝1.0×10－3 A
由楞次定律可知电流方向为顺时针方向
(2)导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡
一、法拉第电磁感应定律 [要点提炼]
1．对公式 E＝nΔΔΦt 的理解． (1)公式中的 n 为线圈的匝数；ΔΦ 是磁通量的变化，ΔΔΦt 是磁通量的变化率 ． (2)E 的大小取决于ΔΔΦt ，而与 Φ、ΔΦ 无关 ①Φ 很大时，ΔΔΦt 可能很小，也可能很大； ②Φ＝0 时，ΔΔΦt 可能不为 0. (3)E＝nΔΔΦt 适用于各种情况下电动势的计算，但一般用于求 Δt 时间内的平均值．