法拉第电磁感应定律——感应电动势的计算
教学目的:
1、 理解感应电动势的概念,明确感应电动势的作用。
2、 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能与磁通量的变化相区别。
3、 理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系,掌握法拉第电磁感应定律及应用。
4、 知道公式E=BLvsinθ是如何推导出的,知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况。会用它解答有关的问题。
5、 通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步揭示电与磁的关系,培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。
教学重点:
理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系,掌握法拉第电磁感应定律及应用
教学难点:
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培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力
教学方法:
实验+启发式
教学仪器:
投影仪、投影片、演示电流计、线圈、磁铁、导线等。
教学过程:
一、引入(复习):
1、产生感应电流的条件是什么?
(学生思考并回答)
2、闭合电路中产生持续电流的条件是什么?
(学生思考并回答)
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在电磁感应中,有感应电流说明有感应电动势存在,让我们道德来研究感应电动势的产生。
二、讲授新课
(一)、感应电动势
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(投影课本图17-4、17-5)生思考回答:
哪部分相当于电源?
教师提示:
(1) 在电磁感应现象中,不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势。
(2) 当电路闭合时,电路中才可能产生感应电流,其强弱取决于感应电动势的大小和闭合电路的电阻。
(3) 当电路断开后,没有感就电流,但仍有感应电动势。
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感应电动势的大小与哪些因素有关?
实验一:(图见课本图17-5)
将磁铁迅速插入和慢慢插入时,学生观察。
a) 电流计偏转的角度有何不同?反映电流大小有何不同?感应电动势大小如何?
(学生思考并回答)
b)将磁铁迅速插入和慢慢插入时,磁通量的变化是否相同?
(学生思考并回答)
c) 换用强磁铁,迅速插入,电流表的指针偏转如何?说明什么
以上现象说明什么问题?
小结:
1、磙量变化越快,感应电动势越大,在同一电路中,感应电流越大,反之,越小。
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2、磁通量变化快慢的意义:
(1) 慢。
在磁通量变化△Φ相同时,所用的时间△t越少,即变化越快;反之,则变化越
(2) 在变化时间△t一样时,变化量△Φ越大,表示磁通量越快;反之,则变化越慢。
(3) 表示。
磁通量变化的快慢,可用单位时间内的磁通量的变化,即磁通量的变化率来
实验二:(如图课本17-16)
磁通量的变化率也可以用导体切割磁感线的快慢(速度)来表示。(即速度大,单位时间内扫过的面积大)
导体ab迅速切割时,指针偏转角度大,反映感应电流大,感应电动势大;导体慢慢切割时,指针偏转角小,反映电流小,感应电动势小。
由两实验得:感应电动势的大小 ,完全由磁通量的变化率决定。
(二)、法拉第电磁感应定律:
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(1)磁通量的变化率磁通量的变化率即磁通量的变化快慢,用 △Φ/△t,其中……
(2)法拉第电磁感应定律的内容:
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。
(3)公式(感应电动势的大小)
E=k△Φ/△t,其中k为比例常数
当式中各量都取国际单位制时,k为1
若闭合线圈是一个n匝线圈,相当于n个电动势为△Φ/△t的电源串联,此时E=n△Φ/△t
注意:A、电动势的单位是V,讨论1V=1Wb/s。
B、磁通量的变化率△Φ/△t与Φ、△Φ无直接的决定关系。
C、引起△Φ的变化的原因有两:△Φ=△B·S,△Φ=B·△S
所以E=△Φ/△t也有两种:
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即E=△B·S/△t、E= B·△S/△t
(三)、推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式(学生自已推导)
E=BLv
注意:此式适用于B、L、v两两垂直时,若不是呢,此式应怎样修正?
E=BLvsinθ
三、巩固练习
四、小结(略)
五、作业:
板书设计
第二节 法拉第电磁感应定律——感应电动势
1、影响感应电动势的因素
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2、法拉第电磁感应定律:
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。
公式(感应电动势的大小):
E=k△Φ/△t,其中k为比例常数
3、 推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式(学生自已推导)
E=BLv
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