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人教版高二物理选修3-2法拉第电磁感应定律教案范文

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2016-09-23

法拉第电磁感应定律

1.内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

2.表达式:E∝

写成等式形式,乘上比例系数k

即E=k

3.单位:E(V),Φ(Wb),t(s)

上式中的常数k等于多少呢?请同学们证明1V=1Wb/s,则k=1(提示学生注意证明1V=1Wb/s,实际上是证明V=Wb/s,在证明的过程中注意导出单位是如何定义的,要把对应的公式联系起来,这个证明对学生来说,难度较大,教师可根据情况适当提示)。

k=1,则可把上表达式写成E=

学生思考讨论:上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的,设闭合电路是一个n匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同,那么整个线圈中的感应电动势又如何表示?

n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成,因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍,即E=n

导体棒切割磁感线的感应电动势

学生思考讨论:如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是L,以速度υ向右运动,产生的感应电动势怎么表示?

图4 图5

在Δt时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1,这时线框的面积变化量

,穿过闭合电路的磁通量的变化量

,代入公式

中,得到

对于上式的成立有什么条件限制吗?(引导学生分析所设的物理过程的特殊性)

上述物理过程所设磁场为匀强磁场,另外不难看出,磁感应强度方向、导体棒放置的方向和导体棒的运动方向是相互垂直的。所以其成立的条件是:⑴匀强磁场;⑵B、L、υ相互垂直。

学生思考讨论:通常我们还会遇到如上图5所示,导体棒垂直纸面放置,磁场竖直向下,导体棒运动方向与导体棒本身垂直,但与磁场方向有夹角θ。此时产生的感应电动势又如何表示呢?

我们知道,只有在导体棒做切割磁感线运动时,才产生感应电动势,若导体棒平行磁感线运动,则不能产生感应电动势。所以可将其速度分解为垂直磁感线的分量υ1=υsinθ和平行磁感线的分量υ2=υcosθ,后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为E=BLυ1=BLυsinθ。

可见,导体棒切割磁感线时产生的感应电动势的大小,跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度υ以及运动方向和磁感线方向的夹角θ的正弦sinθ成正比。

(三)课堂小结

通过本节课的学习,同学们要掌握计算感应电动势大小的方法,理解公式

的意义。但是电流也是有方向的,电流的方向又如何确定呢?这将是下节课要学习的内容。

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