2021学年4 法拉第电磁感应定律导学案
展开(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
(3)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(4)、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。
【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
【教学用具】多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【学习过程】
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)
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,大,I感 ,E感 。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化 有关,磁通量的变化越 电动势越大,磁通量的变化越 电动势越小。
(二)、法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律:
。
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=
设闭合电路是一个N匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于N个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为E= 。
※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、ΔΦ、ΔΦ/Δt
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
⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
当ΔΦ=ΔBScsθ则E=
当ΔΦ=BΔScsθ则E=
(三)、导线切割磁感线时的感应电动势
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?
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
(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),E就为 ( )
问题:当导体的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向有一个夹角θ,则此时感应电动势的大小又如何呢?
(四)、反电动势
电路中的电动机在 的作用下转动,同时又产生 ,而且该感应电动势总是 通过其中的电流, 电源电动势的作用,故称之为反电动势,它的作用是 线圈的转动,如果要使线圈维持原来的转动,电源就要向电动机提供能量。这正是电能转化为 的过程。
四、课堂练习
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
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
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。
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。
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v?
问2:在问1中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v?
问3:在问2中若不计摩擦,而将B方向改为竖直向上,求v?
问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v?
【课堂小结】
【课后作业】 跨越高考 课时31
【课后反思】
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