《法拉第电磁感应定律》PPT课件.ppt

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4.5法拉第电磁感应定律教教学目标学目标v

（一）知识与技能

（一）知识与技能v1知道什么叫感应电动势。

v2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、。

v3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

v4知道E=BLvsin如何推得。

v5会用法拉第电磁感应定律解决问题。

v

（二）过程与方法

（二）过程与方法v通过推导到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。

v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v1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。

v2了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

v教学重点教学重点v法拉第电磁感应定律。

v教学难点教学难点v平均电动势与瞬时电动势区别。

v教学用具教学用具v演示法、归纳法、类比法多媒体电脑、投影仪、投影片。

（11）闭合电路）闭合电路利用磁场产生电流的现象利用磁场产生电流的现象问题问题11：

什么叫电磁感应现象？

：

什么叫电磁感应现象？

问题问题22：

产生感应电流的条件是什么？

：

产生感应电流的条件是什么？

（22）磁通量变化）磁通量变化思考思考:

问题问题3：

试从本质上比较甲、乙两电路的异同：

试从本质上比较甲、乙两电路的异同既然闭合电路中既然闭合电路中有感应电流有感应电流，这个电路中就，这个电路中就一定有电一定有电动势动势。

甲甲NSG乙乙产生电动势的那部分导体相当于电源产生电动势的那部分导体相当于电源1、定义：

、定义：

在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电感应电动势（动势（E）.闭合电路闭合电路中中有感应电流有感应电流，这个电路中，这个电路中就就一定有一定有感应电动势感应电动势.一、感应电动势一、感应电动势产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当于相当于电源电源.2、产生条件：

、产生条件：

只要只要穿过电路的穿过电路的磁通量发生变化磁通量发生变化，电，电路中路中就就产生感应电动势。

产生感应电动势。

3、感应电动势与感应电流：

、感应电动势与感应电流：

只要磁通量变化只要磁通量变化,电电路中就产生感应电动势路中就产生感应电动势;若电路若电路又又闭合闭合,电路中就有电路中就有感应电流感应电流.磁通量变化是电磁感应的根本原因磁通量变化是电磁感应的根本原因;产生感应电动产生感应电动势是电磁感应现象的本质势是电磁感应现象的本质.观察实验观察实验,分析思考分析思考:

问题问题1:

在实验中在实验中,电流表指针偏电流表指针偏转原因是什么转原因是什么?

问题问题2:

电流表指针偏转程度跟电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系感应电动势的大小有什么关系?

问题问题3:

在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

变化变化产生产生E产生产生I问题问题11：

在实验中，电流表指针：

在实验中，电流表指针偏转原因是什么？

偏转原因是什么？

总电阻一定时总电阻一定时,E越大越大,I越大越大,指针偏转越指针偏转越大大.问题问题22：

电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小：

电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

有什么关系？

变化的快慢不同变化的快慢不同都发生了变化都发生了变化都产生了都产生了E（I）产生的产生的E（I）大小不等大小不等磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。

，感应电动势越大。

磁通量的变化快慢磁通量的变化快慢越大越大?

从条件上看从条件上看从结果上看从结果上看相同相同不同不同问题问题3:

在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?

磁通量的变化率磁通量的变化率二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量磁通量的的变化率变化率成成正正比。

比。

11.内容内容:

注意：

注意：

公式中公式中取绝对值取绝对值，不涉及正负，感，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。

应电流的方向另行判断。

22.公式公式:

n为线圈的匝数为线圈的匝数问题问题1：

磁通量大：

磁通量大,磁通量变化一定大吗磁通量变化一定大吗?

问题问题2：

磁通量变化大：

磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗磁通量的变化率一定大吗?

（可以类比速度、速度的变化和加速度可以类比速度、速度的变化和加速度.）磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直无直接关系接关系:

磁通量大磁通量大（小小,零零），磁通量的变化率不一定，磁通量的变化率不一定大大（小小,零零）;磁通量的变化大磁通量的变化大（小小），磁通量的变化率，磁通量的变化率不一定大不一定大（小小）.思考与讨论思考与讨论物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数多少多少无直接关系无直接关系磁通量变化磁通量变化穿过回路的磁通穿过回路的磁通量量变化变化了多少了多少产生产生感应电动感应电动势的势的条件条件磁通量变化率磁通量变化率/tt穿过回路的穿过回路的磁通磁通量量变化的快慢变化的快慢决定决定感应电动感应电动势的势的大小大小3、理解、理解:

、/t的意义的意义1.磁感应强度磁感应强度B不变不变,垂直于磁场的回路垂直于磁场的回路面积面积S发生变化发生变化,SS2-S1,此时：

此时：

2.垂直于磁场的回路面积垂直于磁场的回路面积S不变不变,磁感应磁感应强度强度B发生变化发生变化,BB2-B1,此时：

此时：

4、应用、应用:

用公式用公式求求E的二种的二种常见情况：

常见情况：

（感生电动势）（感生电动势）（动生电动势）（动生电动势）有一个有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动，求感应电动势。

势。

25V例与练例与练1一个一个100匝的线圈，在匝的线圈，在0.5s内穿过它内穿过它的磁通量从的磁通量从0.01Wb增加到增加到0.09Wb。

求线圈中的感应电动势。

求线圈中的感应电动势。

16V例与练例与练2一个匝数为一个匝数为100、面积为、面积为10cm2的线的线圈垂直磁场放置圈垂直磁场放置,在在0.5s内穿过它的内穿过它的磁场从磁场从1T增加到增加到9T。

求线圈中的感。

求线圈中的感应电动势。

应电动势。

1.6V例与练例与练3如图，半径为如图，半径为r的金属环绕通过某直径的轴的金属环绕通过某直径的轴00以角以角速度速度作匀速转动作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向从金属环面与磁场方向重合重合时开始计时时开始计时,则在则在金属金属环转过环转过900角的过程中，环中产生的电动势的角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大平均值是多大?

00B例与练例与练4在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一矩形线框有一矩形线框,边长边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴线框绕中心轴00以角速度以角速度由图示位置逆时针方向转由图示位置逆时针方向转动。

求动。

求:

（1）线圈转过线圈转过1/4周周的过程的过程中的平均感中的平均感应电动势应电动势例与练例与练5B00adcb在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一矩形线框有一矩形线框,边边长长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴线框绕中心轴00以角速度以角速度由图示由图示位置逆时针方向转动。

求位置逆时针方向转动。

求:

（2）线圈转过线圈转过1/2周周的过程的过程中的平均感应电动势中的平均感应电动势例与练例与练5B00adcb/10-2Wbt/sABD0120.1单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。

若线单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。

若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：

圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：

（）A、线圈中、线圈中0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大B、线圈中、线圈中D时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零C、线圈中、线圈中D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大D、线圈中、线圈中0到到D时间内时间内平平均感应电动势为均感应电动势为0.4VABD例与练例与练6斜率表示斜率表示的的变化率变化率abGabv回路在时间回路在时间t内增大的面积为：

内增大的面积为：

S=Lvt产生的感应电动势为：

产生的感应电动势为：

穿过回路的磁通量的变化为：

穿过回路的磁通量的变化为：

=BS=BLvt（V是相对于磁场的速度）是相对于磁场的速度）三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势如图所示闭合线框一部分导体如图所示闭合线框一部分导体ab长长l,处于匀强磁场中，处于匀强磁场中，磁感应强度是磁感应强度是B，ab以速度以速度v匀速切割磁感线，求产生的感匀速切割磁感线，求产生的感应电动势应电动势vBBV1V2若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角（导体斜切磁导体斜切磁感线感线）注意：

注意：

2、导线的长度、导线的长度L应为应为有效长度有效长度1、导线运动方向和磁感线、导线运动方向和磁感线平行平行时时,E=03、速度、速度v为平均值为平均值（瞬时值瞬时值）,E就为平均值就为平均值（瞬时值瞬时值）Lv为为v与与B夹角夹角三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势匀强磁场匀强磁场v、BB、LL两两垂直两两垂直三、导体切割磁感线时的三、导体切割磁感线时的感应电动势感应电动势如图，匀强磁场的磁感应强度为如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为，长为L的金属棒的金属棒ab在垂直于在垂直于B的平面内运动，速的平面内运动，速度度v与与L成成角，求金属棒角，求金属棒ab产生的感应电产生的感应电动势。

动势。

abvE=BLVsin例与练例与练7在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,有一个匝数为有一个匝数为n的矩形线圈的矩形线圈,边边长长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴线圈绕中心轴OO以角速度以角速度由图示位置逆时针由图示位置逆时针方向转动。

求方向转动。

求:

（1）转过转过1/4周周时时ab边产生的瞬时感应电动势边产生的瞬时感应电动势

（2）转过转过1/2周周时时ab边产生的瞬时感应电动势边产生的瞬时感应电动势转动转动1周的过程中周的过程中ab边产生的感应电边产生的感应电动势哪个时刻最大动势哪个时刻最大?

哪个时刻最小哪个时刻最小?

思考思考:

例与练例与练8B00adcb问题：

问题：

公式公式与公式与公式的的区别和联系区别和联系？

（1）求出的是平均感应电动势求出的是平均感应电动势,E和某段时间和某段时间或某个过程对应；或某个过程对应；求出的是瞬时感应电动势，求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应和某个时刻或某个位置对应.

（2）求出的是整个回路的感应电动势；求出的是整个回路的感应电动势；求出的是某部分导体的电动势。

回路中求出的是某部分导体的电动势。

回路中感应电动势为零时，回路中某段导体的感感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零。

应电动势不一定为零。

vabcdL1、区别：

区别：

（1）公式公式中的时间趋近于中的时间趋近于0时，则时，则E为为瞬时感应电动势瞬时感应电动势

（2）公式公式中中v若代表平均速度，则若代表平均速度，则E为平为平均感应电动势均感应电动势。

2、联系：

、联系：

问题：

问题：

公式公式与公式与公式的的区别和联系区别和联系？

公式公式和公式和公式是统一的是统一的.如图如图,长为长为L的铜杆的铜杆OA以以O为轴在垂直于匀为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度强磁场的平面内以角速度匀速转动匀速转动,磁场磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B,求杆求杆OA两端的电势差两端的电势差.AOA例与练例与练9如图如图,水平面上有两根相距水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金的足够长的平行