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1、 a b d c 法拉第电磁感应定律的应用 【教学目标】 1、知识与技能： （1）准确理解法拉第电磁感应定律，知道平均电动势和瞬时电动势的区别； （2）知道电磁感应的两类情况动生和感生，并会计算动生电动势和感生电动势； （3）能够应用法拉第电磁感应定律解决感应电路中的电流、电量问题。 2、过程与方法： （1）通过课前自主落实导学案，回忆并强化相关知识，形成知识结构； （2）通过一题多变式的引导思考，在辨析中深入理解法拉第电磁感应定律，并学会对比思考。 3、情感、态度与价值观 通过本节课学习，体会物理知识的逻辑性和严密性，进一步强化理科思维习惯。 【重点难点】 1、平均电动势和瞬时电动势，感应电
2、量的计算 2、动生电动势和感生电动势，平动切割有效长度，转动切割公式理解记忆 【教学媒体】 PPT 课件 【教学过程 】 、引入： 抢答物理学史 【抢答题】谁（法拉第 ）发现了电磁感应现象？谁（纽曼、韦伯 ）导出了电磁感应定律？ 一、法拉第电磁感应定律 1、表达式： t nE 2、理解： n线圈匝数， t 磁通量的变化快慢 【判断题】穿过一个回路的磁通量越大，则感应电动势越大？（ ）穿过一个回路的磁通量变化越大， 则感应电动势越大？（ ）穿过一个回路的磁通量变化越快，则感应电动势越大？（ ） 二、平均电动势和瞬时电动势 1、t较长： t nE平均电动势 2、0t： t nE瞬时电动势 【例 1
3、】如图所示，边长为L、匝数为n、总电阻为R 的正方形导线圈abcd 处在一个匀强磁场B 中， 初始时刻，线圈平面与磁场方向垂直；现让线圈绕其一边ab 以恒定角速度转动。 （1）（平均电动势）从如图所示位置转过90 的过程中，试求线圈中产生的平均感应电动势E和通过 线圈导线截面的电荷量q； （2）（瞬时电动势）从如图所示位置开始计时，试求某时刻t 穿过线圈的磁通量，并定性画出磁通 量 、感应电动势E 随时间 t 变化的图象。 【小结】 平均电动势的价值 用于计算感应电量；感应电量 计算步骤 tIq R E I t nE 总 ，重要结论： 总 R nq 若已知 t 图象（随时间 t 变化的规律）
4、， 则可用图象的斜率得到感应电动势随时间变化的规律。 三、动生电动势和感生电动势 设 t1时刻，回路中磁感应强度为B1，回路有效面积为S1，t2=t1+ t时刻，回路中磁感应强度变为 B2=B1+B，回路有效面积为S2=S1+S，则在这个时间t内： SBSBSB 11 ， t SB nS t B n t S nB t nE 11 。 1、动生电动势：B 不变， S变化，则 t S nBE； 2、感生电动势：B 变化， S不变，则S t B nE。 【例 2】如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨处在竖直向下的匀强磁场B 中，两导轨间距为L、 电阻不计，导轨左端接有定值电阻R，一电阻不计的金属导体
5、棒放在导轨上，并与导轨接触良好。试求以 下各种情况下通过R 的电流大小： （1）（动生电动势平动切割）如图 ，当导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度v 向右 运动； （2）（动生电动势平动切割）如图 ，当导体棒与导轨成角斜放在导轨上，并以垂直导体棒 的速度 v 向右下运动； （3）（动生电动势平动切割）如图 ，当导体棒与导轨成角斜放在导轨上，并以平行于导轨 的速度 v 向右运动； （4）（动生电动势 转动切割） 如图 ，当导体棒绕与导轨上的接触点以恒定角速度 顺时针转 动到与导轨成45 时； 图图图 图图图 （5）（感生电动势 t B ）如图 ，若将导体棒固定在距左边为d 处，而磁感应强度
6、随时间按 ktBB 0 规律变化，其中k0； （6）（感生电动势 有效面积） 如图 ，仍将导体棒固定在距左边为d 处，但磁场只分布在半径 R R v R v R v R d R d 为 r 的圆形区域内，且磁感应强度随时间仍按ktBB 0 规律变化； （7） （动生、 感生同时存在）如图 ，导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度v 向右运动， t=0 时刻，导体棒正好运动到距左边为d 处，而磁感应强度随时间仍按ktBB 0 规律变化。 【小结】计算电动势前，应分清是动生（切割）还是感生，动生 即可用 t S nBE或BLvE（平动切割）、 2 2 1 BLE（转动切割） 直接求解，感生可直接
7、用S t B nE求解，而不必用 t nE。 对于平动切割问题要注意“有效长度”概念；对所有问题，都要注意“有效面积”概念。 四、课堂反馈（课外探究） 1、（动生、感生）（2012全国新课标卷）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框， 半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止 开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图 中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应 强度随时间的变化率 t B 的大小应为 A. 0 4 B B. 0 2
8、B C. 0 B D. 2 0 B 2、（切割有效长度）（2013?河北沧州五校第二次高三联考）在边长为L 的等边三角形区域abc 内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为 L 的等边三角形导线框def 在纸面上以某一速度向 右匀速运动，底边ef 始终与磁场的底边界bc 在同 一直线上，如图所示。取沿顺时针的电流为正，在 线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的 图象是 A B C D 【板书设计】 法拉第电磁感应定律的应用 一、法拉第电磁感应定律 1、表达式： t nE 2、理解： n线圈匝数， t 磁通量的变化快慢 二、平均电动势和瞬时电动势 R d v 图 1、t较长： t nE平均电动势；感应电量：tIq R E I t nE 总 ， 总 R nq 2、0t： t nE瞬时电动势；t 图象的斜率 t 三、动生电动势和感生电动势 1、动生电动势：B 不变， S变化，则 t S nBE、BLvE、 2 2 1 BLE 2、感生电动势：B 变化， S不变，则S t B nE 【教学反思】