法拉第电磁感应定律(教案).docxVIP

新授课模版

主备人

谭雅兰

参与人

彭家华

执教人

谭雅兰

班??级

2204班

时??间

2024.3.19

审核人

彭家华

课??题

法拉第电磁感应定律

课?时

2

教学目标

必备知识

知道闭合回路中磁通量发生变化时，会在回路中产生感应流。

关键能力

知道E=BLv如何推导，会用公式解决问题。

核心素养

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。

教学重点与难点

掌握公式E=BLv的应用，知道平均电动势与瞬时电动势的区别。

教学方法与工具

PPT、学案

一、复习回顾

1.楞次定律的内容

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

2.右手定则

伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

3.法拉第电磁感应定律的内容

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

4.法拉第电磁感应定律的表达式?

二、自主感悟

【例题1】如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

(1)ac棒中感应电动势的大小；

(2)回路中感应电流的大小；

(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。

解：（1）在Δt时间内，闭合回路面积变化量：ΔS＝lvΔt，

由法拉第电磁感应定律E=ΔφΔt=BΔSΔt=Blv=

导线切割磁感线运动是电磁感应现象中特殊的运动，它产生的感应电流除了用楞次定律判断方向以外还可以用右手定则，那它产生的感应电动势除了用法拉第电磁感应定律的表达式计算以外，还有没有其他的计算方式呢？从我们刚刚做的题目中同学们有什么发现吗？

发现

个人第二次备课

三、合作探究

如图所示，闭合电路中的一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，两平行导轨的间距为l，导体ab以速度v匀速切割磁感线，其中B、l、v两两垂直。

在Δt时间内，线框的面积变化量：ΔS＝lvΔt

则回路中的磁通量变化量：ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt

由法拉第电磁感应定律得：=BLVΔtΔ

注意：v⊥Bv⊥杆

一．导线切割磁感线时感应电动势的大小

1．导体棒垂直于磁场运动(v⊥Bv⊥杆)，E=Blv

需要理解:

（1）B，L，V两两垂直

（2）导线运动方向和磁感线平行时，E=0

（3）速度V为平均值,E就为平均感应电动势

（4）速度V为瞬时值，E就为瞬时感应电动势

【例题2】如图所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距L=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻.有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T.现用F=5N的水平恒力垂直拉动金属棒ab，使它由静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离为x=2m时速度达到v=10m/s.设导轨足够长.求：

（1）此时金属棒ab中电流I的大小和方向；

（2）此时金属棒ab两端的电压U.

解：（1）感应电动势E=Bvl=0.2×10×0.5V=1V，根据闭合电路欧姆定律I=ER+r=14+1A=0.2A

（2）金属棒ab两端的电压即为电阻R两端的电压，根据欧姆定律可得U=IR=0.2×4.0=0.8V。

四、走进生活

v1二．导体斜着切割磁感线时

v1

θvB1

θ

v

B

v则E=Blvsinθ(v与B夹角为θ)

v

v22．导线的运动方向与导线夹角为

v2

B则E=Blvsinθ(v与杆夹角为θ)

B

3.有效长度

如果导线的运动方向与导线本身不垂直时，可以将速度v沿平行于杆和垂直于杆两个方向分解，沿杆的运动不产生感应电动势，也可以将杆投影到与v垂直的方向，杆的实际切割效果和“投影杆”的切割效果相同。

注意：E=Blv(式中的l指的是有效长度)

（1）直导线：垂直于速度方向上的投影长度

（2）弯曲导线：连接导线两端点的连线在垂直于速度方向上的投影长度

如果导线如下图所示，分析运动过程中切割磁感线的有效长度

【例题3】一导体棒长l=40cm,在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中作切割磁感线运动，运动的速度v=5.0m/s,若速度方向与磁感线方向夹角θ=30°，则导体棒中感应电动势的大小为多少？

解：若速度方向与磁感线方向夹角θ=30°，导体棒中感应电动势的大小E=Blvsinθ=0.1