2019-2020年高中物理 第1章 第3节 法拉第电磁感应定律学案 教科版选修3-2
2019-2020年高中物理 第1章 第3节 法拉第电磁感应定律学案 教科版选修3-2[目标定位] 1.能区别磁通量Φ，磁通量的变化ΔΦ和磁通量的变化率ΔΦΔt.2.能记住法拉第电磁感应定律及其表达式.3.能运用E ＝n ΔΦΔt 和E ＝BLv 解题．一、法拉第电磁感应定律 [问题设计]1．在图1所示实验中，以相同速度分别将一根和两根条形磁铁快速插入或拔出螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？可以得出什么结论？图1答案 将一根条形磁铁快速插入或拔出螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度小；而以相同速度将两根条形磁铁快速插入或拔出螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度大．由此可以得出结论：在磁通量变化所用时间相同时，感应电动势E 的大小与磁通量的变化量ΔФ有关，ΔФ越大，E 越大．2．在图1所示实验中，保证磁通量变化相同，将两根条形磁铁快速或缓慢插入螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？可以得出什么结论？答案 将两根条形磁铁快速插入螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度大；将两根条形磁铁缓慢插入螺线管时灵敏电流计指针的偏转角度小．由此可以得出结论：在磁通量变化量相同时，感应电动势E 的大小与磁通量的变化所用的时间Δt 有关，Δt 越小，E 越大． [要点提炼]1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．2．公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数，ΔΦ总是取绝对值．该公式一般用来求Δt 时间内感应电动势的平均值．3．对法拉第电磁感应定律的理解(1)磁通量的变化率ΔΦΔt 和磁通量Φ没有(填“有”或“没有”)直接关系．Φ很大时，ΔΦΔt可能很小，也可能很大；Φ＝0时，ΔΦΔt可能不为0.(2)E ＝n ΔΦΔt 有两种常见形式：①线圈面积S 不变，磁感应强度B 均匀变化，则E ＝n ΔBΔt·S ；②磁感应强度B 不变，线圈面积S 均匀变化，则E ＝nB ·ΔS Δt .(其中ΔΦΔt是Φ－t 图像上某点切线的斜率.ΔBΔt 为B －t 图像上某点切线的斜率)(3)产生感应电动势的那部分导体相当于电源．如果电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在．二、导线切割磁感线产生的感应电动势 [问题设计]如图2所示，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 的有效长度为L ，ab 以速度v 匀速切割磁感线，求回路中产生的感应电动势．图2答案 设在Δt 时间内导体ab 由原来的位置运动到a 1b 1，如图所示，这时线框面积的变化量为ΔS ＝Lv Δt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝B ΔS ＝BLv Δt根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝BLv .[要点提炼]1．当导体平动垂直切割磁感线时，即B 、L 、v 两两垂直时(如图3所示)E ＝BLv .图32．公式中L 指有效切割长度：即导体在与v 垂直的方向上的投影长度．图4图4甲中的有效切割长度为：L ＝cd sin θ； 图乙中的有效切割长度为：L ＝MN ；图丙中的有效切割长度为：沿v 1的方向运动时，L ＝2R ；沿v 2的方向运动时，L ＝R . [延伸思考]如图5所示，如果长为L 的直导线的运动方向与直导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ(θ≠90°)，则写出此时直导线上产生的感应电动势表达式？图5答案 如图所示，可以把速度v 分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v 1＝v sin θ和平行于磁感线的分量v 2＝v cos θ.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 ＝BLv 1＝BLv sin θ.一、对法拉第电磁感应定律的理解 例1 下列几种说法中正确的是 ( )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 ．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大解析 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D. 答案 D二、公式E ＝n ΔΦΔt的应用例2 一个200匝、面积为20 cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s 内由 0.1 T 增加到0.5 T ，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是______________ Wb ；磁通量的平均变化率是______________ Wb/s ；线圈中的感应电动势的大小是____________ V.解析 磁通量的变化量为ΔΦ＝ΔB ·S sin θ ＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb ＝4×10－4Wb磁通量的平均变化率为ΔΦΔt ＝4×10－40.05 Wb/s＝8×10－3Wb/s根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝200×8×10－3V ＝1.6 V.答案 4×10－48×10－31.6例3 如图6甲所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1.在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0.导线的电阻不计，求0至t 1时间内通过电阻R 1上的电流大小．图6解析 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为E ＝n ΔΦΔt ＝n πr 22ΔB Δt ＝n πB 0r 22t 0. 由闭合电路欧姆定律有I 1＝E2R ＋R，联立以上各式解得通过电阻R 1上的电流大小为I 1＝n πB 0r 223Rt 0. 答案 n πB 0r 223Rt 0三、公式E ＝BLv 的应用例4 试写出如图7所示的各种情况下导线中产生的感应电动势的表达式[导线长均为L ，速度为v ，磁感应强度均为B ，图(3)、(4)中导线垂直纸面]．图7答案 (1)E ＝0 (2)E ＝BLv (3)E ＝0 (4)E ＝BLv cos θ1．(对法拉第电磁感应定律的理解)如图8所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )图8A ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 答案 AD解析 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项A 、D 正确．2. (公式E ＝n ΔΦΔt 的应用)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图9所示，则O ～D 过程中( )图9A ．O 时刻线圈中感应电动势最大B ．D 时刻线圈中感应电动势为零C ．D 时刻线圈中感应电动势最大D ．O 至D 时间内线圈中的平均感应电动势为0.4 V 答案 ABD解析 由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ，ΔΦΔt为Φ－t 图像中对应时刻切线的斜率，所以A 、B 正确，C 错误；O 至D 时间内线圈中的平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝1×2×10－3－00.005 V ＝0.4 V ，所以D 正确．3. (公式E ＝n ΔΦΔt 的应用)如图10所示，一单匝矩形线圈abcd 放置在水平面内，线圈面积为S ＝100 cm 2，线圈处在匀强磁场中，磁场方向与水平方向成30°角，求：图10(1)若磁场的磁感应强度B ＝0.1 T ，则穿过线圈的磁通量为多少？(2)若磁场方向改为与线圈平面垂直，且大小按B ＝0.1＋0.2t (T)的规律变化，线圈中产生的感应电动势为多大？ 答案 见解析解析 (1)Φ＝BS sin 30°＝0.1×100×10－4×12 Wb＝5×10－4Wb(2)根据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt＝1×0.2×10－2 V ＝2×10－3V.4. (公式E ＝BLv 的应用)如图11所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )图11A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法确定 答案 C解析金属棒做平抛运动，水平速度不变，且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度，故感应电动势保持不变．题组一对法拉第电磁感应定律的理解1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势，下列表述正确的是 ( )A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．当穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势可能不为零C．当穿过线圈的磁通量变化越快时，感应电动势越大D．感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比答案BC解析由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n ΔΦΔt，即感应电动势与线圈匝数有关，故A错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，故D错误；磁通量变化越快，感应电动势越大，故C正确；当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，因此感应电动势不一定为零，故B正确．2．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是 ( )A．穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B．穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零答案 D解析磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，故A、B错；当磁通量由不为零变为零时，闭合电路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错，D对．3. 如图1所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2 s，第二次用时0.4 s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则 ( )图1A ．第一次线圈中的磁通量变化较快B ．第一次电流表G 的最大偏转角较大C ．第二次电流表G 的最大偏转角较大D ．若断开S ，电流表G 均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势 答案 AB解析 两次磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较快，故A 正确．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流大，故B 正确，C 错误．断开开关，电流表不偏转，故感应电流为零，但感应电动势不为零，故D 错误．题组二 公式E ＝n ΔΦΔt的应用4．下列各图中，相同的条形磁铁穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是 ( )答案 D解析 感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·SΔt ，A 、B 两种情况磁通量变化量相同，C 中ΔΦ最小，D 中ΔΦ最大，磁铁穿过线圈所用的时间A 、C 、D 中相同且小于B 中所用的时间，所以D 中感应电动势最大．5．一单匝矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( ) A.12 B ．1 C ．2 D ．4 答案 B解析 根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ，设初始时刻磁感应强度为B 0，线框面积为S 0，则第一种情况下的感应电动势为E 1＝ΔB ·S Δt ＝B 0－B 0S 01＝B 0S 0；第二种情况下的感应电动势为E 2＝B ·ΔSΔt＝2B 0S 0－S 021＝B 0S 0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，比值为1，故选项B 正确．6．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图2所示，则( )图2A ．在t ＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B ．在t ＝1×10－2s 时，感应电动势最大 C ．在t ＝2×10－2 s 时，感应电动势为零D ．在0～2×10－2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 答案 BC解析 由法拉第电磁感应定律知E ∝ΔΦΔt ，故t ＝0及t ＝2×10－2 s 时，E ＝0，A 错，C 对．t＝1×10－2s ，E 最大，B 对．在0～2×10－2s 时间内，ΔΦ≠0，E ≠0，D 错． 7. 如图3所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )图3A.Ba22Δt B.nBa22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt 答案 B解析 线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔФΔt ＝n ·ΔB Δt ·S ＝n ·2B －B Δt ·a 22＝nBa 22Δt ，选项B 正确．8．如图4甲所示，环形线圈的匝数n ＝1000，它的两个端点a 和b 间接有一理想电压表，线圈内磁感应强度B 的变化规律如图乙所示，线圈面积S ＝100 cm 2，则U ab ＝________，电压表示数为________ V.图4答案 50 V 50解析 由B －t 图像可知，ΔBΔt＝5 T/s由E ＝n ΔBΔt S得E ＝1000×5×100×10－4V ＝50 V 题组三 公式E ＝BLv 的应用9．如图5所示的情况中，长度为L 的金属导体中产生的感应电动势为BLv 的是 ( )图5A ．乙和丁B ．甲、乙、丁C ．甲、乙、丙、丁D ．只有乙 答案 B10．如图6所示，平行金属导轨的间距为d ，一端接一阻值为R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v 沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻R 中的电流为 ( )图6A.Bdv R sin 60° B.BdvRC.Bdv sin 60°RD.Bdv cos 60°R答案 A解析 导线切割磁感线的有效长度是L ＝d sin 60°，感应电动势E ＝BLv ，R 中的电流为I ＝ER .联立解得I ＝BdvR sin 60°.11. 如图7所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验．现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由东往西方向运行．卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约为20 km ，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北，磁感应强度约为5×10－5T ．如果航天飞机和卫星的运行速度约为8 km/s ，则缆绳中的感应电动势大小为_________V.图7答案 8 000解析 由E ＝BLv 可知感应电动势为8 000 V. 题组四 综合应用12. 如图8所示，设匀强磁场的磁感应强度B 为0.10 T ，线框中切割磁感线的导线的长度L为40 cm ，线框向左做匀速运动的速度为v ＝5.0 m/s ，整个线框的电阻R 为0.50 Ω，试求：图8(1)线框中感应电动势的大小； (2)线框中感应电流的大小． 答案 (1)0.20 V (2)0.40 A 解析 (1)线框中的感应电动势E ＝BLv ＝0.10×0.40×5.0 V＝0.20 V.(2)线框中的感应电流 I ＝E R ＝0.200.50A ＝0.40 A. 13．如图9甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝1 000，线圈面积S ＝200 cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．求：图9(1)前4 s 内的平均感应电动势大小； (2)前5 s 内的平均感应电动势大小． 答案 (1)1 V (2)0解析 (1)前4秒内磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝S (B 2－B 1)＝200×10－4×(0.4－0.2)Wb ＝4×10－3Wb由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝1 000×4×10－34V ＝1 V.(2)前5秒内磁通量的变化量ΔΦ′＝Φ2′－Φ1＝S (B 2′－B 1)＝200×10－4×(0.2－0.2) Wb ＝0由法拉第电磁感应定律得E ′＝n ΔΦ′Δt ′＝02019-2020年高中物理 第1章 第3节 法拉第电磁感应定律课时作业 教科版选修3-21．由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源，导体的电阻相当于电源的内阻．2．电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比，表达式E ＝ΔΦΔt (单匝线圈)，E ＝n ΔΦΔt(多匝线圈)．当导体切割磁感线产生感应电动势时E ＝BLv (B 、L 、v 两两垂直)，E ＝BLv sin_α(v ⊥L 但v 与B 夹角为α)．3．关于感应电动势，下列说法中正确的是( ) A ．电源电动势就是感应电动势B ．产生感应电动势的那部分导体相当于电源C ．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D ．电路中有电流就一定有感应电动势 答案 B解析 电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以选项A 错误；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可以有感应电动势，C 错误；电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势．4．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb ，则( ) A ．线圈中感应电动势每秒钟增加2 V B ．线圈中感应电动势每秒钟减少2 V C ．线圈中无感应电动势D ．线圈中感应电动势保持不变 答案 D图15．穿过某线圈的磁通量随时间的变化如图1所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )A ．0～2 sB ．2 s ～4 sC ．4 s ～6 sD ．6 s ～10 s 答案 C解析 Φ－t 图象中，图象斜率越大，ΔΦΔt越大，感应电动势就越大．【概念规律练】知识点一 公式E ＝n ΔΦΔt的理解1．一个200匝、面积为20 cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T 增加到0.5 T ，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb ；磁通量的平均变化率是________Wb/s ；线圈中感应电动势的大小是________V.答案 4×10－4 8×10－31.6解析 磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式ΔΦ＝ΔBS sin α来计算，所以ΔΦ＝ΔBS sin α＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb＝4×10－4Wb磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝4×10－40.05Wb/s ＝8×10－3Wb/s ， 感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt＝200×8×10－3V ＝1.6 V点评 要理解好公式E ＝n ΔΦΔt，首先要区分好磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ，磁通量的变化率ΔΦΔt ，现列表如下：物理量 单位 物理意义 计算公式磁通量ΦWb 表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少Φ＝B ·S ⊥磁通量 的变化 量ΔΦ Wb 表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少ΔΦ＝Φ2－Φ1 磁通量 的变化 率ΔΦΔt Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢 ΔΦΔt ＝⎩⎨⎧B ·ΔS Δt ΔB Δt ·S特别提醒 ①对Φ、ΔΦ、ΔΦΔt而言，穿过一匝线圈和穿过n 匝是一样的，而感应电动势则不一样，感应电动势与匝数成正比．②磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，Φ很大时，ΔΦΔt可能很小，也可能很大；Φ＝0时，ΔΦΔt可能不为零．2．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 答案 D解析 线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt ，即E 与ΔΦΔt 成正比，与Φ或ΔΦ的大小无直接关系．磁通量变化得越快，即ΔΦΔt越大，产生的感应电动势越大，故只有D 正确．点评 正确理解决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率，这是分析本题的关键． 知识点二 公式E ＝BLv sin α的理解3．如图2所示，在磁感应强度为1 T 的匀强磁场中，一根跟磁场垂直长20 cm 的导线以2 m/s 的速度运动，运动方向垂直导线与磁感线成30 °角，则导线中的感应电动势为________．图2答案 0.2 V解析 E ＝Blv sin 30°＝(1×0.2×2×sin 30°) V＝0.2 V点评 (1)当导体平动垂直切割磁感线时，即B 、L 、v 两两垂直时(如图所示)E ＝BLv .(2)当导体平动但不垂直切割磁感线时即v 与B 有一夹角α，如右图所示，此时可将导体的速度v 向垂直于磁感线和平行于磁感线两个方向分解，则分速度v 2＝v cos α不使导体切割磁感线，使导体切割磁感线的是分速度v 1＝v sin α，从而使导体产生的感应电动势为：E ＝BLv 1＝BLv sin α.特别提醒 不要死记公式，要理解含意v sin α是导体切割磁感线的速度． 4．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，长为l 的金属棒OA 在垂直于磁场方向的平面内绕O 点以角速度ω匀速转动，如图3所示，求：金属棒OA 上产生的感应电动势．图3答案 12Bl 2ω解析 由v ＝r ω，可知各点处速度与该点到O 点的距离r 成正比，速度都与棒垂直，我们可以求出棒OA 上各点的平均速度v ＝l2ω，即与棒中点的速度相同．(只有成正比例的量，中点值才等于平均值)可得E ＝Blv ＝Bl ·l 2ω＝12Bl 2ω.点评 当导体棒转动切割磁感线时，若棒上各处磁感应强度B 相同，则可直接应用公式E ＝12Bl 2ω. 【方法技巧练】电动势公式E ＝n ΔΦΔt和E ＝BLv sin α的选用技巧5．如图4所示，两根相距为l 的平行直导轨abdc ，bd 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计．MN 为放在ab 和dc 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R .整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)．现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 做匀速运动．令U 表示MN 两端电压的大小，则U ＝________.图4答案Blv2解析 此回路的感应电动势有两种求法 (1)因B 、l 、v 两两垂直可直接选用E ＝Blv 得E ＝vBl(2)可由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt求解因在Δt 时间内，杆扫过的面积ΔS ＝lv Δt 所以回路磁通量的变化ΔΦ＝B ΔS ＝Blv Δt由E ＝ΔΦΔt得E ＝Blv题目中的导体棒相当于电源，其电动势E ＝Blv ，其内阻等于R ，则U ＝Blv2. 方法总结 求解导体做切割磁感线运动产生大小不变的感应电动势的问题时，两个公式都可使用．6．如图5所示，A 、B 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径r A ＝2r B ，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A 、B 线圈中产生的感应电动势之比为E A ∶E B ＝________，线圈中的感应电流之比为I A ∶I B ＝________.图5答案 1∶1 1∶2解析 A 、B 两环中磁通量的变化率相同，线圈匝数相同，由E ＝n ΔΦΔt 可得E A ∶E B ＝1∶1；又因为R ＝ρlS，故R A ∶R B ＝2∶1，所以I A ∶I B ＝1∶2.方法总结 当导体和磁场间无相对运动时，磁通量的变化完全是由磁场的变化引起的，感应电动势的计算只能采用公式E ＝n ΔΦΔt.7．如图6所示，用一阻值为R 的均匀细导线围成的金属环半径为a ，匀强磁场的磁感应强度为B ，垂直穿过金属环所在平面．电阻为R2的导体杆AB ，沿环表面以速度v 向右滑至环中央时，杆的端电压为( )图6A ．Bav B.12BavC.23BavD.43Bav答案 C解析 当电阻为R2的导体杆AB 沿环表面以速度v 向右滑至环中央时，这个回路的总电动势为：E ＝2Bav .并联的两个半圆环的等效电阻为R 4，杆的端电压为U AB ＝E ·R 外R 外＋r ＝23Bav .方法总结 当磁场和导体间有相对运动，且感应电动势大小在变化，求瞬时感应电动势时，应采用公式E ＝BLv sin α.8．如图7所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下，在磁场中有一边长为l 的正方形导线框，ab 边质量为m ，其余边质量不计，cd 边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动；现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，金属框经过时间t 运动到竖直位置，此时ab 边的速度为v ，求：图7(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小； (2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小．答案 (1)Bl 2t(2)Blv解析 (1)Φ1＝BS ＝Bl 2，转到竖直位置Φ2＝0ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－Bl 2根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔΦΔt ＝－Bl2t平均感应电动势的大小为E ＝Bl 2t(2)转到竖直位置时，bc 、ad 两边不切割磁感线，ab 边垂直切割磁感线，E ＝Blv ，此时求的是瞬时感应电动势．方法总结 求解某一过程(或某一段时间)中的感应电动势而平均速度又不能求得时，应选用公式E ＝n ΔΦΔt .如问题(1)，但求某一瞬时感应电动势时应采用E ＝BLv sin α.1．闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( )A ．环中产生的感应电动势均匀变化B ．环中产生的感应电流均匀变化C ．环中产生的感应电动势保持不变D ．环上某一小段导体所受的安培力保持不变 答案 C解析 磁场均匀变化，也就是说ΔB Δt ＝k ，根据感应电动势的定义式，E ＝ΔΦΔt ＝S ΔBΔt＝kS ，其中k 是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量．2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图8所示，则O ～D 过程中( )A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大D ．线圈中O 至D 时间内平均感应电动势为0.4 V 答案 ABD解析 由法拉第电磁感应定律知线圈中O 至D 时间内的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt＝2×10－30.01/2V ＝0.4 V ．由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率ΔΦΔt决定，而任何时刻磁通量的变化率ΔΦΔt就是Φ－t 图象上该时刻切线的斜率，不难看出O 点处切线斜率最大，D 点处切线斜率最小为零，故A 、B 、D 选项正确．3．如图9所示，闭合开关S ，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用0.2 s ，第二次用0.4 s ，并且两次的起始和终止位置相同，则( )图9A ．第一次磁通量变化较快B ．第一次G 的最大偏角较大C ．第二次G 的最大偏角较大D ．若断开S ，G 均不偏转，故均无感应电动势 答案 AB解析 将磁铁插到闭合线圈的同一位置．磁通量的变化量相同，而用的时间不同，所以磁通量的变化率不同，第一次时间短变化快，感应电动势大，故A 、B 正确；若断开S ，无感应电流，但有感应电动势，故D 错误．4．一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是( )A ．使线圈匝数增加一倍B ．使线圈面积增加一倍C ．使线圈匝数减少一半D ．使磁感应强度的变化率增大一倍 答案 D解析 根据E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔtS 求电动势，考虑到当n 、S 发生变化时导体的电阻也发生了变化．若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A 错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C 错；若面积增加一倍，长度变为原来的2倍，因此电阻为原来的2倍，电流为原来的2倍，故B 错，D 正确．5．在图10中，EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻不计，R 为电阻，C 为电容器，AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB ( )。
高中三年级上学期物理《法拉第电磁感应定律》教学设计
《法拉第电磁感应定律》教学设计
教学目标：
1.掌握法拉第电磁感应定律中有效面积的意义；
2.掌握动生与感生的不同策略；
3.掌握法拉第电磁感应定律与力学综合。
教学重点：
1.法拉第电磁感应定律的应用；
2.旋转切割的电动势。
教学难点：旋转切割的电动势
教学方法：练习、讲授
课堂教学：
例1：如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为2:3，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。
当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，a、b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比为()
A. 1:1，3:2
B. 1:1，2:3
C. 4:9，2:3
D. 4:9，9:4
例2：如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()
A．ab中的感应电流方向由b到a
B．ab中的感应电流逐渐减小
C．ab所受的安培力保持不变
D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
旋转切割：
课堂小结：
1.让学生能够熟悉法拉第电磁感应定律；
2.掌握法拉第电磁感应定律的综合应用；
3.掌握利用基本方法推导旋转切割时的电动势。
高中物理《法拉第电磁感应定律(1)》优质课教案、教学设计
法拉第电磁感应定律教学设计（5）从Φ-t 图象上看，图象上某点切线的斜率表示什么？所以E =n ∆Φ求的是一段时间内产生的平均感应电∆t动势，当Δt 取无穷小时，计算的是瞬时感应电动势例1如图所示，一个直径为20cm，匝数为1000 匝的线圈放在磁场中，线圈平面垂直磁场．匀强磁场垂直纸面向外，磁感应强度在2s 内由0 增大到。
2s 内磁通量的变化量是，磁通量的变化率是，感应电动势的大小为。
（用π表示）变式：线圈阻值为，在线圈某一直径用力拉线存在感应电动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，∆Φ越∆t 大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。
（5 ）磁通量的。
∆Φ变化率∆t，是Φ-t 图象上某点切线的斜率。
8π×10-4W b4π×10-4W b 0.4πV（1） 明确各量的物理意义，θ 为B 与v 的夹角。
（2） 此公式不但可用于计算瞬时感应电动势，还可以计算平均感应电动势。
V 为瞬时速度，算出的是瞬时感应电动势，v 为平均速度，则算出的是平均感应电动势。
问：若没有闭合回路，只有一根导体棒切割磁感线还会有感应电动势吗？类比干电池：干电池没有接入电路中时，是否有电动势？下面我们来谈谈一下公式 E=n ∆Φ与E=BLvsinθ 的∆t区别与联系：（1）研究对象不同：E=n∆Φ的研究对象是一个∆t回路，而 E=BLvsinθ 研究对象是磁场中运动的一段导体。
，一．当堂检测：1. 关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大答案：D2.如图所示，A、B 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10 匝，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。
（1）A、B 线圈中产生的感应电动势之比为多少？（2）两线圈的感应电流之比为多少？。
2019-2020年高中物理《法拉第电磁感应定律》教案 新人教版选修1-1
2019-2020年高中物理《法拉第电磁感应定律》教案新人教版选修1-1【课题】法拉第电磁感应定律【教材】人民教育出版社《物理》选修1-1 第三章第2节【课型】新授课【课时】1课时【教材分析】内容分析教材的地位和作用本节既是“电磁感应现象”所探讨问题的合理延伸与认识扩展，又是学习交流电、变压电磁学理论和应用的基础，因此从教学的“知识与技能”的目标要求上看，本节具有重要作用，是全章知识内容的核心和重点。
新旧教材的对比1.内容和编排顺序变动不大，但教学难度有所降低；2.法拉第电磁感应定律及其数学表达式属于“了解、知道”层次，对相关的习题演算与问题解答也不做过高要求；【教学目标】1、知识与能力知道什么是感应电动势。
了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。
在实验室基础上，了解法拉第电磁感应定律内容以及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单问题。
2、过程与方法通过类比推理和观察、实验、归纳，寻找物理规律的能力。
在“探讨影响感应电动势大小的因素”的实验过程中，初步学会“科学猜想、设计实验、分析验证、归纳总结”的科学探究方法，提高动手操作能力和观察分析能力。
3、情感态度与价值观通过自身的探究和交流了解、知道法拉第电磁感应定律内容和数学表达式。
在“探讨影响感应电动势大小的因素”的实验过程中，体会科学探究的过程，体会成功的喜悦。
【教学过程】教师活动学生活动设计意图一、新课引入复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？3、比较图（1）与图（2）电路中共同点和本质区别？问题：既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。
下面来探讨决定感应电动势大小的因素。
板书课题：3.2法拉第电磁感应定律1.（1）电路闭合（2）磁通量发生变化2. （1）电路闭合（2）有电源3.（1）相同点：两电路都是闭合的，有电流（2）不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）铺垫知识导入新课二、进入新课一、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
物理电磁感应教案
物理电磁感应教案物理电磁感应教案作为一名辛苦耕耘的教育工作者，编写教案是必不可少的，借助教案可以有效提升自己的教学能力。
那么问题来了，教案应该怎么写？以下是小编整理的物理电磁感应教案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
物理电磁感应教案1一、教学任务分析电磁感应现象是在初中学过的电磁现象和高中学过的电场、磁场的基础上，进一步学习电与磁的关系，也为后面学习电磁波打下基础。
以实验创设情景，通过对问题的讨论，引入学习电磁感应现象，通过学生实验探究，找出产生感应电流的条件。
用现代技术手段“DIS 实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流，使学生感受现代技术的重要作用。
通过“历史回眸”，介绍法拉第发现电磁感应现象的过程，领略科学家的献身精神，懂得学习、继承、创新是科学发展的动力。
在探究感应电流产生的条件时，使学生感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法，经历提出问题→猜想假设→设计方案→实验验证的科学探究过程；在学习法拉第发现电磁感应现象的过程时，体验科学家在探究真理过程中的献身精神。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道电磁感应现象及其产生的条件。
（2）理解产生感应电流的条件。
（3）学会用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
2．过程与方法通过有关电磁感应的探究实验，感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法在得出感应电流产生的条件中的重要作用。
3．情感、态度价值观（1）通过观察和动手操作实验，体验乐于科学探究的情感。
（2）通过介绍法拉第发现电磁感应现象的过程，领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
三、教学重点与难点重点和难点：感应电流的产生条件。
四、教学资源1、器材（1）演示实验：①电源、导线、小磁针、投影仪。
②10米左右长的电线、导线、小磁针、投影仪。
（2）学生实验：①条形磁铁、灵敏电流计、线圈。
②灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线若干。
③DIS实验：微电流传感器、数据采集器、环形实验线圈。
最新2019版高中物理 第一章 电磁感应 1.3 法拉第电磁感应定律学案 教科版选修3-2
3 法拉第电磁感应定律[学习目标] 1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.2.能够运用E＝BLv或E＝BLv sin α计算导体切割磁感线时的感应电动势.一、感应电动势由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势.二、法拉第电磁感应定律1.内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律.2.表达式：E＝n ΔΦΔt，其中n是线圈的匝数.三、导体切割磁感线产生的感应电动势1.导线垂直于磁场运动，B、L、v两两垂直时，如图1所示，E＝BLv.图12.导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为α时，如图2所示，E＝BLv sin α.图2[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.( ×)(2)线圈中磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定越大.( ×)(3)线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大.( ×)(4)线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大.( √ ) 2.如图3所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv 的是 .图3答案 甲、乙、丁一、法拉第电磁感应定律[导学探究] 如图4所示，将条形磁铁从同一高度插入线圈的实验中.图4(1)快速插入和缓慢插入磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(2)分别用一根磁铁和相同的两根磁铁以同样速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？(3)指针偏转角度取决于什么？答案 (1)磁通量变化量相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大.(2)用两根磁铁快速插入时磁通量变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大. (3)指针偏转角度大小取决于ΔΦΔt的大小. [知识深化]1.感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈的匝数n 共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系，和电路的电阻R 无关.2.在Φ－t 图像中，磁通量的变化率ΔΦΔt 是图像上某点切线的斜率.例1 关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 ( ) A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大 B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大 C.穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0 D.穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt 越大，所产生的感应电动势就越大答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系.当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，ΔΦΔt可能减小.如图所示，t 1时刻，Φ最大，但E ＝0；0～t 1时间内ΔΦ增大，但ΔΦΔt 减小，E 减小；t 2时刻，Φ＝0，但ΔΦΔt 最大，E 最大.故D 正确.二、导线切割磁感线时的感应电动势[导学探究] 如图5所示，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 ，ab 以速度v 匀速垂直切割磁感线，利用法拉第电磁感应定律求回路中产生的感应电动势.图5答案 设在Δt 时间内导体ab 由原来的位置运动到a 1b 1，如图所示，这时闭合电路面积的变化量为ΔS ＝Lv Δt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ＝B ΔS ＝BLv Δt 根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝BLv .[知识深化]导线切割磁感线产生的感应电动势E ＝BLv ，公式中L 指有效切割长度，即导线在与v 垂直的方向上的投影长度.例2 如图6所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab ＝bc ＝L ，当它以速度v 向右平动时，a 、c 两点间的电势差大小为( )图6A.BLvB.BLv sin θC.BLv cos θD.BLv (1＋sin θ)答案 B解析 杆切割磁感线的有效长度为L sin θ，故B 正确. 三、两公式的简单应用E ＝nΔΦΔt研究整个闭合回路，适用于各种电磁感应现象；E ＝BLv 研究的是闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体.例3 如图7所示，水平放置的两平行金属导轨相距L ＝0.50 m ，左端接一电阻R ＝0.20 Ω，磁感应强度B ＝0.40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，长度也为0.50 m 的导体棒ac 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒始终接触良好且电阻均可忽略不计.当ac 棒以v ＝4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时，求：图7(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和方向. 答案 见解析解析 (1)ac 棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小为E ＝BLv ＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V.(2)回路中感应电流大小为I ＝E R ＝0.800.20A ＝4.0 A.(3)ac 棒受到的安培力大小为F 安＝BIL ＝0.40×4.0×0.50 N＝0.80 N ，由右手定则知，ac 棒中感应电流由c 流向a .由左手定则知，安培力方向水平向左.由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F 外＝F 安＝0.80 N ，方向水平向右.例4 如图8甲所示的螺线管，匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化.图8(1)2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？ (2)磁通量的变化率多大？(3)线圈中感应电动势的大小为多少？答案 (1)8×10－3Wb (2)4×10－3Wb/s (3)6 V解析 (1)磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则Φ1＝B 1S ， Φ2＝B 2S ，ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS ＝(6－2)×20×10－4Wb ＝8×10－3Wb (2)磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝8×10－32 Wb/s ＝4×10－3Wb/s(3)根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小E ＝nΔΦΔt＝1 500×4×10－3V ＝6 V.1.(对法拉第电磁感应定律的理解)如图9所示，半径为R 的n 匝线圈套在边长为a 的正方形abcd 之外，匀强磁场垂直穿过该正方形，当磁场以ΔBΔt 的变化率变化时，线圈产生的感应电动势的大小为( )图9A.πR2ΔB ΔtB.a2ΔB ΔtC.n πR2ΔB ΔtD.na2ΔB Δt答案 D解析 由题意可知，线圈中磁场的面积为a 2，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势大小为E ＝n ΔΦΔt ＝na 2ΔB Δt，故只有选项D 正确. 2.(公式E ＝nΔΦΔt的应用)(多选)如图10甲所示，线圈的匝数n ＝100匝，横截面积S ＝50 cm 2，线圈总电阻r ＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1 s 内( )图10A.磁通量的变化量为0.25 WbB.磁通量的变化率为2.5×10－2Wb/s C.a 、b 间电压为0D.在a 、b 间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A 答案 BD解析 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，由于0时刻和0.1 s 时刻的磁场方向相反，则磁通量穿入的方向不同，则ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb ＝2.5×10－3Wb ，A 项错误；磁通量的变化率ΔΦΔt ＝2.5×10－30.1Wb/s ＝2.5×10－2Wb/s ，B 项正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a 、b 间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E ＝nΔΦΔt＝2.5 V 且恒定，C 项错误；在a 、b 间接一个理想电流表时相当于a 、b 间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I ＝E r ＝2.510A ＝0.25 A ，D 项正确.3.(公式E ＝BLv 的应用)如图11所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E ，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相互垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为E ′.则E ′E等于( )图11A.12B.22 C.1 D. 2 答案 B解析 设折弯前金属棒切割磁感线的长度为L ，E ＝BLv ；折弯后，金属棒切割磁感线的有效长度为l ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝22L ，故产生的感应电动势为E ′＝Blv ＝B ·22Lv ＝22E ，所以E ′E ＝22，B 正确.4.(公式E ＝n ΔΦΔt 的应用)有一匝数为100匝的闭合线圈，单匝线圈的面积为100 cm 2.线圈的总电阻为0.1 Ω，线圈中磁场均匀变化，其变化规律为B ＝0.2＋0.1t (T)，且磁场方向垂直于线圈平面向里，线圈中产生的感应电动势多大？感应电流多大？ 答案 0.1 V 1 A解析 由B ＝0.2＋0.1t (T)知，线圈磁感应强度的变化率ΔBΔt ＝0.1 T/s由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝n ΔB ΔtS ＝100×0.1×100×10－4V ＝0.1 V I ＝E r ＝0.10.1A ＝1 A。
2020_2021学年高中物理第一章电磁感应3法拉第电磁感应定律教案教科版选修3_2
法拉第电磁感应定律一、教学目标：1、知识与技能：（1）知道什么叫感应电动势。
（2）学会区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率。
（3）理解感应电动势大小和磁通量变化率以及匝数的关系即课题。
2、过程与方法：（1）让学生经历影响感应电动势大小因素的定性探究与讨论过程，感受分析归纳、总结规律的科学探究思想。
（2）引导学生积极参与定量实验的设计过程，体会物理实验中蕴含着的物理思想和方法。
3、情感、态度和价值观：（1）通过手摇发电手电筒使用与解剖，激发学生的好奇心和求知欲，体验“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。
（2）通过师生互动、生生互动等活动培养学生主动探究、积极参与、团队合作的精神。
（3）通过经历实验和理论探究等活动，使学生再次认识到物理的简洁之美，体验科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。
二、教学重难点：1、重点：（1）探究思想、探究过程、探究方法的渗透。
（2）法拉第电磁感应定律的获得过程。
2、难点（1）引导学生对各种可能影响感应电动势大小的因素进行分析归纳。
（2）定量实验方案的设计与实施。
三、教学设计思路（1）总体设想：通过教师的引导，让学生按照认识的发展规律，去重演知识的发生过程，让学生经历实验方案的设计过程，探寻物理规律的发现过程，以及体验物理概念的建立过程。
尽量使他们在获取物理知识的同时，汲取前人的智能，领悟思想方法，陶冶科学精神，全方位提升他们的核心素养，从而全面落实新课程所要求的三维教学目标。
（2）实验设计：实验中以思维为中心，过程为主线，变式为手段，充分发挥实验的教学功能，尽量再现实验的设计过程，让学生多想想：应该怎样做？为什么要这样做？能不能改进方法做？换种方法能不能做？启迪学生思路，渗透物理思想。
“手摇发电手电筒”小实验意在创设情景、引趣激疑、温故知新、引出电磁感应电动势概念。
学生定性实验意在让学生通过思考利用手边器材就能简单实现，体会猜想需要建立在理性分析与可靠实验基础上，重在归纳总结出实验现象的共性。
【教科版】2019年高中物理选修3-2学案 第一章 电磁感应1电磁感应的发现 感应电流产生的条件 含答案
学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．1．磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直．若在匀强磁场B 中，磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积．2．磁通量是标量，但有正、负之分．一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“－”．3．由Φ＝BS可知，磁通量的变化有三种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化；(2)磁感应强度B变化，有效面积S不变；(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化．一、奥斯特实验的启迪1820年，奥斯特从实验中发现了电流的磁效应，不少物理学家根据对称性的思考，提出既然电能产生磁，是否也存在逆效应，即磁产生电呢？二、电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．他将“磁生电”现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线．三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1．电磁感应的发现，使人们发明了发电机，把机械能转化成电能；使人们发明了变压器，解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的感应电动机，反过来把电能转化成机械能．2．法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想．在此基础上，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示，框架的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B .试求：图1(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若框架绕OO ′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？答案 (1)BS (2)12BS (3)－BS (4)－2BS [要点提炼]1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS(2)适用条件：①匀强磁场，②磁场方向和平面垂直．(3)B 与S 不垂直时：Φ＝BS ⊥，S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上，如图2所示Φ＝BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关． 2．磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝B ·ΔS .(2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ΔB ·S .(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动)：如图3所示，导体AB垂直磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB沿着磁感线运动时，线路中无电流产生(填“有”或“无”)．图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化)：如图4所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流产生．若将螺线管A放在螺线管B的正上方，并使两者的轴线互相垂直，则不管进行什么操作，电流表中均无电流产生(填“有”或“无”)．图41．实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动，但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时，B线圈却出现感应电流，这说明什么？答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因，通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流．2．当实验2中开关闭合后，A线圈电流稳定时，B线圈中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？答案说明感应电流的产生，不在于闭合回路中是否有磁场．3．实验2中同样的磁场变化，螺线管B套在螺线管A外边时，能产生感应电流，而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流，这又说明什么？试总结产生感应电流的条件．答案说明感应电流的产生，不在于磁场是否变化．总结实验1中，磁场是稳定的，但在导体切割磁感线运动时，通过回路的磁通量发生变化，回路中产生了感应电流；实验2通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变了磁通量，从而产生了感应电流，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”．[要点提炼]1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如图5所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．图5(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．[延伸思考]电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图6所示的虚线位置时，试求：图6(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.解析(1)解法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cos θ. 解法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝B sin θ，B左＝B cos θ所以Φ1＝B上S＝BS sin θ，Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．答案(1)BS sin θ－BS cos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则可能()图7A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流．故选项A、B正确．答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示．它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．图8答案连接电路如图所示1．(对电磁感应现象的认识)下列现象中，属于电磁感应现象的是()A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针答案 C解析电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象．2．(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框，从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) ()图9A．一直增加B．一直减少C．先增加后减少D．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少答案 D解析离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故A、B、C 错误，D正确，故选D.3．(产生感应电流的分析判断)如图10所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是()图10A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分切割磁感线，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．当线框以ab边为轴转动(小于90°)时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框内会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．4．(产生感应电流的分析判断)如图11所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动，电路中的电流就会发生变化，变化的电流产生变化的磁场，铜环A中磁通量发生变化，有感应电流；同样，将电键断开瞬间，电路中电流从有到无，仍会在铜环A中产生感应电流．题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1．关于磁通量，下列叙述正确的是()A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M 处的磁感应强度一定比N处大D．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积，A错误；线圈面积大，但投影面积不一定大，B错误；磁通量大，磁感应强度不一定大，C错误、D正确．2．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的答案 C解析根据磁通量的定义，Φ＝B·S·sin θ，因此A、B选项错误；穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零；磁通量发生变化，可能是面积变化引起的，也可能是磁场变化引起的，D错．3.如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图1A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2；故B正确．题组二产生感应电流的分析判断4．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生答案 C解析产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可．5．下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．6．下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C 中虽然与A 近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D 中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B 、C.7.如图2所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d ，若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域，已知d ＞L ，则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d －L vD.d －2L v答案 C解析 只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流．8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )图3A ．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B ．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C ．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D ．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动答案 C解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A 、B 、D 三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流．C 中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C 项正确．9.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路．当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图4A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的3、4接头接反D．蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件．因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，由电路图可知，把开关接在B与电流表之间，因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时，电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在A与电源之间．10.如图5所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是()图5A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合，滑动触头向左滑或向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，使穿过cd回路的磁通量发生变化，从而在cd导线中产生感应电流．因此本题的正确选项应为A、B、C.11．如图6所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？图6(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片；(4)开关断开瞬间．答案 (1)有 (2)无 (3)有 (4)有解析 本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况．(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计有示数．(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数． (3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数．(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数． 12.如图7所示，固定于水平面上的金属架MDEN 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动．t ＝0时，磁感应强度为B 0，此时MN 到达的位置使MDEN 构成一个边长为l 的正方形．为使MN 棒中不产生感应电流，从t ＝0开始，磁感应强度B 应怎样随时间t 变化？请推导出这种情况下B 与t 的关系式．图7答案 B ＝B 0l l ＋v t解析 要使MN 棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t ＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B 0S ＝B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ，此时磁通量为Φ2＝Bl (l ＋v t )由Φ1＝Φ2得B ＝B 0l l ＋v t.。
高中物理选修1-1：3.2法拉第电磁感应定律 教案(2篇)
备课时间上课时间第周周月班级节次课题 3.2法拉第电磁感应定律总课时数第节教学目标1、知道知道什么是感应电动势2、掌握法拉第电磁感应定律的内容并能应用电磁感应定律进行计算教学重难点掌握法拉第电磁感应定律的内容并能应用电磁感应定律进行计算教学参考教参教师用书授课方法问题引领教学辅助手段多媒体专用教室教学教学二次备课过程设计上节课内容检测1线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（）A、进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流B、在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流C、在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流D、离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流典例分析1关于感应电动势的说法中正确的是（）A．回路中磁通量为零，感应电动势也为零B．回路中没有感应电流，也就没有感应电动势C．没有闭合回路就没有感应电动势D．回路中磁通量的变化率不变，感应电动势也不变自主学习1 电磁感应现象中产生的电动势叫做。
在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当于。
2磁通量用表示，其单位。
磁通量的变化量表达式，磁通量的变化率表达式3感应电动势大小跟穿过这一电路的成正比。
公式，单位。
n 匝线圈组成电路上，产生感应电动势表达式。
教学教学二次备课第二节、法拉第电磁感应定律教学目标：1、知道什么是感应电动势。
2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。
3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。
4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。
教学过程：一、感应电动势说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。
我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。
在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。
那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3实验过程：在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。
新高中物理第一章电磁感应第3节法拉第电磁感应定律教学案教科版选修3_2
新高中物理第一章电磁感应第3节法拉第电磁感应定律教学案教科版选修3_2 法拉第电磁感应定律一、感应电动势、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)定义：由电磁感应产生的电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)在电磁感应现象中，如果闭合电路中有感应电流，电路就一定有感应电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E ＝ΔΦΔt。
对于磁通量变化率相同的n 匝线圈，则E ＝n ΔΦΔt 。
二、导线切割磁感线产生的感应电动势1．当导体棒的速度v 与磁感应强度B 垂直时，E ＝BLv 。
2．当导体棒的速度v 与磁感应强度B 成夹角α时，E ＝BLv sin_α。
1.由电磁感应产生的电动势叫感应电动势，感应电流的强弱反映了感应电动势的大小。
2．磁通量的变化率反映了磁通量的变化快慢。
3．法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。
表达式：E ＝ΔΦΔt，若闭合电路是n 匝的线圈，则E ＝n ΔΦΔt。
4．当导线垂直切割磁感线时，感应电动势的大小为E ＝BLv ，当导线运动方向与磁场方向成任意角α时，感应电动势的大小为E ＝BLv sin α。
1．自主思考——判一判(1)在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。
(×) (2)穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。
(×)(3)闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大。
(√)(4)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。
(√)(5)线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减小时感应电动势减小。
(×) 2．合作探究——议一议(1)产生感应电动势部分的电路有什么特点？提示：产生感应电动势的那部分电路相当于电源，属内电路，电流由电势较低处流向电势较高处。
高中物理电磁感应教学教案：法拉第电磁感应定律
高中物理电磁感应教学教案：法拉第电磁感应定律一、引言电磁感应是高中物理中的重要内容之一，而法拉第电磁感应定律是电磁感应理论的核心，对于学生理解电磁感应的原理和应用具有关键作用。
本教案旨在通过引导学生进行实验和讨论，深入理解法拉第电磁感应定律的概念、原理和应用。
二、教学目标1. 理解法拉第电磁感应定律的概念和表达方式；2. 掌握法拉第电磁感应定律的计算方法；3. 能够应用法拉第电磁感应定律分析和解决问题；4. 培养学生观察、实验和分析问题的能力。
三、教学准备1. 教师准备a. 实验器材：线圈、磁铁、导体棒、电源、电流表、电压表、开关等；b. 相关实验视频或动画素材；c. PowerPoint或白板、马克笔。
2. 学生准备a. 完成预习，了解电磁感应的基本概念和公式；b. 打开电课堂APP，准备参与课堂互动。
四、教学过程一、概念讲解：法拉第电磁感应定律的基本概念（10分钟）教师通过展示幻灯片或白板，向学生介绍法拉第电磁感应定律的概念和表达方式。
教师可以通过实例解释“变化的磁场可以引起感应电动势”的含义，并引导学生思考与现实生活中的例子。
二、实验演示：法拉第电磁感应定律的实验验证（15分钟）教师进行实验演示，展示法拉第电磁感应定律的实验验证过程。
通过改变磁场的强度、导体的运动状态等条件，引发学生观察和思考。
教师可以引导学生记录实验现象和数据，进一步引导学生理解法拉第电磁感应定律的原理。
三、实验探究：磁场和感应电流的关系（20分钟）教师组织学生进行小组实验，探究磁场和感应电流之间的关系。
学生可以根据实验步骤和要求，自行设计实验方案，改变实验条件，观察分析实验结果，并记录相关数据。
教师通过引导性问题，帮助学生思考和总结实验结论。
四、知识巩固：计算法拉第电磁感应定律问题（25分钟）教师通过幻灯片或白板，向学生介绍法拉第电磁感应定律的计算方法和公式推导过程。
教师可以选择一些典型问题进行分析和解答，引导学生应用法拉第电磁感应定律解决实际问题。