习题课 感应电动势大小的的计算 教案
学案43. 1.3探究感应电动势的大小(二)
学案43. 1.3探究感应电动势的大小（二）学习目标： 1.会用E n tϕ∆=∆和E =BLv sin θ解决问题。
2.回求转动切割磁感线所产生的感应电动势；3.理解一级推论rR n q +∆Φ=并能处理相关问题；学习重点: 会用E n tϕ∆=∆和E =BLv sin θ解决问题。
学习难点：学法指导：1.导体转动切割磁感线产生的感应电动势 B ：磁感应强度；L ：与磁场垂直的有效长度；ω：角速度2.感应电量的计算：设在时间 △t 内通过导线截面的电量为q ，根据电流定义式tqI ∆=及法 拉第电磁感应定律 ，可得：（n 为线圈匝数；∆Φ为磁通量的变化量；R 为闭合电路的总电阻。
）预习检测：★★★★1.如图中abcd 是一个固定的水平U 形金属框架，ab 和cd 边都很长且电阻不计，bc 边长为L 且电阻为R ，ef 是放置在框架上与bc 平行导体杆，它可在框架上自由滑动（摩擦可忽略），它的电阻也为R ，现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里。
现给ef 棒施加一水平恒力F 使其由静止开始运动，试分析它将做什么样的运动并求出ef 棒最终匀速滑动时的速度。
2．如图所示，电阻为R 的金属棒，从图示位置分别以速率v 1，v 2沿电阻不计的光滑轨道从ab 匀速滑到a /b /处，若v 1∶v 2=1∶2，则在两次移动过程中（ ）A ．回路中感应电流强度I 1∶I 2=1∶2B ．回路中产生热量ω221BL BLv E ==中感t n E ∆∆Φ⋅=R n t t R n t R E t I q ∆Φ=∆⋅∆∆Φ=∆⋅=∆⋅=DQ1∶Q2=1∶2C．回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2 D．金属棒产生的感应电动势E1：E2=1∶2 3．将条形磁铁插入线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入时深度相同，这两次插入磁铁过程中，不发生变化的是（）A．线圈内的磁通量变化B．线圈内感应电流的大小C．线圈内感应电流的方向D．流过线圈的电量4.如下图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。
感应电动势教案大学
教学对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解感应电动势的定义及其产生条件。
2. 掌握法拉第电磁感应定律及其数学表达式。
3. 能够运用法拉第电磁感应定律解决实际问题。
4. 培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。
教学重点：1. 感应电动势的定义。
2. 法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式。
3. 运用法拉第电磁感应定律解决实际问题。
教学难点：1. 法拉第电磁感应定律的推导过程。
2. 感应电动势与感应电流的关系。
教学准备：1. 投影仪、电子笔。
2. 学生电源1台、滑动变阻器1个、线圈15套、条形磁铁14条、U形磁铁1块、灵敏电流计15台、开关1个、导线40条。
教学过程：一、导入新课1. 复习闭合电路欧姆定律，引出电磁感应现象。
2. 介绍感应电动势的定义及其产生条件。
二、讲授新课1. 法拉第电磁感应定律的推导过程- 以闭合回路中磁通量变化为研究对象。
- 通过实验验证磁通量变化率与感应电动势的关系。
- 推导法拉第电磁感应定律：E = -dΦ/dt。
- 讲解定律中的负号表示感应电动势的方向与磁通量变化率的方向相反。
2. 法拉第电磁感应定律的应用- 分析感应电动势与感应电流的关系。
- 举例说明法拉第电磁感应定律在实际问题中的应用。
三、实验演示1. 演示法拉第电磁感应定律实验- 实验目的：验证法拉第电磁感应定律。
- 实验原理：利用闭合回路中的磁通量变化产生感应电动势。
- 实验步骤：1) 准备实验器材。
2) 连接实验电路。
3) 改变磁场强度，观察灵敏电流计的指针偏转情况。
4) 记录实验数据，分析感应电动势与磁通量变化率的关系。
2. 演示感应电动势与感应电流的关系实验- 实验目的：验证感应电动势与感应电流的关系。
- 实验原理：利用闭合回路中的磁通量变化产生感应电动势，进而产生感应电流。
- 实验步骤：1) 准备实验器材。
2) 连接实验电路。
3) 改变磁场强度，观察灵敏电流计的指针偏转情况。
4) 记录实验数据，分析感应电动势与感应电流的关系。
感应电动势的大小教案
感应电动势的大小教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN要点：知道决定感应电动势大小的因素；知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。
教学难点：感应电动势的大小的决定因素课堂设计：本节教学是在前一节课的基础上进行的有了磁通量的变化引起感应电流，势必要问形成电流的条件，本节课就由此展开。
通过实验发现磁通量改变的快慢会影响感应电流，推出影响感应电动势大小的物理量，磁通量的变化率，在这里要让学生搞清变化率、变化量的区别，同时注意条件的使用。
在此还要推出在切割时的感应电动势，对学生推理要求比较高，可以适当放慢速度。
解决难点：磁通量的变化量作为一个本章常用的概念是十分重要的。
做好基本概念的区别引导学生自己概括和总结出感应电动势的大小。
让学生自己推倒出切割时的感应电动势的大小。
一、复习提问，引入新课【问】要使闭合电路中有电流必须具备什么条件（引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势产生的）【问】如果电路不是闭合的，电路中有没有电流电源的电动势是否还存在呢（引导学生回答：此时电路中没有电流，而电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在）结论：有电流一定有电动势，但有电动势不一定有电流上节课实验分析：图16-4中所示实验中，导体AB棒的速度越大，发现感应电流越大，也即感应电动23 势越大。
图16-5所示实验中，磁铁运动的越快，感应电流和感应电动势就越大。
图16-6所示实验中，通电或断电，比改变滑动变阻器时的感应电流要来得大些。
上述实验都有一个共同点：磁通量在改变，磁通量改变越快，发现电流越大，感应电动势也越大实验表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．小结：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系。
1.3《探究感应电动势的大小》导学案
论文大赛《探究感应电动势的大小》导学案延川县中学物理组高永华《探究感应电动势的大小》导学案延川县中学物理课题组高永华【学习目标】知识与技能：1．知道什么叫感应电动势。
2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。
3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4．知道E=BLv sinθ如何推得。
5．会用E=n△Φ/△t 和E=BLv sinθ解决问题。
过程与方法：通过推导到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。
情感态度与价值观：1．从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
2．了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】平均电动势与瞬时电动势区别。
【预习自测】1、感应电动势电磁感应现象：利用现象叫电磁感应现象。
产生感应电流的条件：①闭合，②发生变化。
感应电动势：在电磁感应现象中。
产生条件：。
与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（∆φ/∆t）有关（由前提节的实验分析可得）注意：磁通量的大小φ；磁通量的变化∆φ；磁通量的变化快慢（∆φ/∆t）的区分。
2、法拉第电磁感应定律内容：。
公式：单匝线圈：多匝线圈：3、导线切割磁感线时产生的感应电动势计算公式：（B、V有夹角θ）E =若导线的运动方向、导线本身、磁场三者相互垂直，则E = 适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线单位：1V= （用T、m 、s表示）我的疑惑：【合作探究】（10分钟）【探究一】详细分析课本P19图1-27、1-28两个图，请讨论：⑴感应电动势的大小跟磁通量变化量有关吗？⑵感应电动势的大小跟磁通量变化率有关吗？⑶磁场方向对感应电动势的大小影响吗？【探究二】：如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的感应电流的方向及感应电动势的大小？并分析能量转化情况。
【教育资料】法拉第电磁感应定律--感应电动势的大小 教学设计学习精品
第四节 法拉第电磁感应定律【教学过程】一、导入新课问题：电路中存在持续电流的条件是什么?①闭合电路；②有电源。
问题：什么叫电磁感应现象?不论用什么方法同，只要闭合电路中的磁通量发生变化，就会产生感应电流的现象。
强调：①闭合电路；②磁通量变化。
问题：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？ 电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在。
在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势。
如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻。
如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在。
那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？今天我们就来研究这个问题。
二、新课教学1、感应电动势在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
(CAI 课件展示出下面两个电路图，引导学生找出电磁感应中相当于电源的那部分导体)对比这两种情况，共同点之一都闭合。
前者有电源，后者也应有电源，螺线管就相当于电源，也存在电动势。
(1)定义在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势。
从低电势位置指向高电势位置。
(2)产生感应电动势的条件穿过回路的磁通量发生变化。
(3)物理意义不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。
感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。
(4)方向规定内电路中的感应电流方向，为感应电动势方向。
2、法拉第电磁感应定律(1) 磁通量变化率单位时间内磁通量的变化量，即ΔΦΔt反映磁通量变化的快慢。
Φ等于零，ΔΦΔt 不一定等于零，看图像的切线斜率。
(讨论：Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的关系，重点说明它们的区别)(2)与感应电动势大小有关的因素问题：感应电动势跟什么因素有关?重新演示前节课中的三个实验，用CAI 课件展示出这三个电路图，同时提出下面的问题供学生思考：①在实验中，电流表指针偏转的原因是什么?穿过电路Φ变化⇒产生E ⇒产生I 。
“探究感应电动势的大小”学案设计
“探究感应电动势的大小”学案设计【学习目标】1、知道什么叫做感应电动势。
2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Ф、ΔΦ、。
3、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式及其的熟练应用4、知道如何推得，能熟练运用解决问题。
【学习重难点】探究方法定律理解【自主学习】1、只要闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流，既然有感应电流产生，那么电路中一定存在电动势，电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，用E表示。
2、闭合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。
这就是法拉第电磁感应定律。
如果用E表示感应电动势，表示磁通量的变化率，则法拉第电磁感应定律的数学表达式为（1）ΔΦ表示磁通量的变化量，即t1时刻闭合回路的磁通量为Φ1，t2时刻闭合回路的磁通量为Φ2，则ΔΦ=Φ2-Φ1。
Δt= t2-t1。
（2）在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb）,时间单位是秒（s），则k=1，上式可写成。
（3）设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为。
（4）感应电流是有方向的，感应电动势也有方向，其方向与感应电流方向相同。
【合作探究】————探究感应电动势的大小与磁通量的变化的关系实验设计：实验装置如图所示，让条形磁铁以不同的速度插入线圈，观察电流表指针的偏转情况。
将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么异同？提示：磁通时变化相同，但所用时间不同，即磙通量的变化的快慢不同。
如果将磁通量变化的快慢用磁通量的变化变来描述，即单位时间内磁通量的变化量ΔΦ/Δt不同。
分析论证：将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入（或拔出）时的ΔΦ/Δt，I感大，E感大。
归纳总结：越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。
【案例分析】：（导体切割磁感线产生的感应电动势）1、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有相距为L的两平行金属导轨dc和ef。
第2课时 法拉第电磁感应定律 教学案(
第2课时 法拉第电磁感应定律 教学案（备课人 方小红 2011、12、26）一、考纲指要1． 法拉第电磁感应定律。
（Ⅱ）2． 导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则．（Ⅱ）3． 自感现象（Ⅰ）4． 日光灯（Ⅰ）二、命题落点1．正确理解感应电动势与磁通量的变化率的关系。
2．应用右手定则判断切割磁感线导体电势高低。
3．切割长度变化时感应电动势的计算4．磁感应强度随时间变化时感应电动势的计算。
三、教学过程1、感应电动势大小的计算——法拉第电磁感应定律（1）tn ∆∆Φ=ε （感应电动势计算的普遍规律，无论B 变化、S 变化，还是B 、S 都变化） （2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源．（3）产生感应电动势的若干情景①部分导体在匀强磁场中的平动切割 —— ⊥=Blv E②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割 —— ω221l B E = ③矩形线框在匀强磁场中的匀速旋转切割——ωnBS E m =（转1/4周ωπnBS E 2=） ④磁感应强度B 的变化——tB nS E ∆∆= ⑤磁感强度B 和面积S 都变化——运用法拉第电磁感应定律求解．典型例题【例1】单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示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 时间内平均感电动势为0.4V【例2】如图7所示，平行金属导轨的间距为d ，一端跨接一阻值为R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行轨道所在平面。
一根长直金属棒与轨道成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 沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R 中的电流强度为Bω【例3】如图17－13所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动，求：(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t时间内角架的平均感应电动势？自我提高：1、AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径r A=2r B，内有如图10所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中的感应电动势之比εA∶εB=____，产生的感应电流之比I A∶I B＝____。
最新沪科版3-2选修三2.3《探究感应电动势的大小》教案1.doc
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个分量：垂直于磁感线的分量 v1=vsinθ和平行于磁感线的分量 v2=vcosθ。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=BLv1=BLvsinθ 强调：在国际单位制中，上式 中 B、L、v 的单位分别是特斯拉（T）、 米（m）、米每秒（m/s），θ指 v 与 B 的夹角。 5、公式比较 与功率的两个公式比较得出 E=ΔΦ/Δt：求平均电动势
备注
（师生共同活动，推导法拉第电 磁 感应定律的表达式）（课件展示）
E=k
t
在国际单位制中，电动势单位 是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb）， 时间单位是秒（s），可以证明式中 比例系数 k=1，（同学们可以课下自 己证明），则上式可写成
E=
t
设闭合电路是一个 N 匝线圈， 且穿过每匝线圈的磁通量变化率 都相同，这时相当于 N 个单匝线圈 串联而成，因此感应电动势变为
E=BLV ： v 为瞬时值时求瞬 时电动势，v 为平均值时求平均电 动势 四、课堂总结
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第 3 节 探究感应电动势的大小
一、感应电动势
二、电磁感应定律
1．内容
2．表达式 E=nΔΦ/Δt：求平均电动势
板
E=BLV ： V 为瞬时值时求瞬时电动势，V 为平均值求平均
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习题课 感应电动势大小的的计算 教案
一、教学目标：
1．熟练应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。
2．培养学生分析、解决问题的能力
二、教学重点：应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小
三、教学难点：培养学生分析、解决问题的能力
四、教 具：幻灯片、投影仪
五、教 法：讲练结合
六、教学过程：
（一）简要复习基础知识：
1．提问：法拉第电磁感应定律的内容是什么？写出计算公式。
答：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t
n E ∆∆=φ（感应电动势的大小） 2．提问：写出导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小的表达式，使用这个公式时应注意什么？
答：Blv E =
这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度B 、导线长度l 、导线运动速度v 的乘积。
（二）例题精讲
【例1】如图1所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m ，接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab 跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab 电阻均不计，当ab 以v=4.0m/s 的速度向右匀速滑动时，试求：
（1）导体ab 上的感应电动势的大小
（2）回路上感应电流的大小
（3）要维持ab 作匀速运动，求外力多大？
分析与解答：已知做切割运动的导线长度、切割速度和磁感应强度，可直接运用公式Blv E =求感应电动势；再由欧姆定律求电流强度，最后由平衡条件判定安培力及外力
（1）导体ab 上的感应电动势的大小
Blv E ==0.80V
（2）导体ab 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
0.4=+=r
R E I A （3）对导体ab ，所受安培力80.0==BIL F 安N ，由平衡条件知，外力80.0==安F F N. 点评：①若求外力F 的功率，，则可由功率公式P=Fv 求得，因为外力功率和安培力功率相等，也可以用P=IE=I 2R （电路消耗的电功率和外力的机械功率相等）求得
②由于导体运动过程中感应电动势不变，瞬时值等于平均值，所以也可以用下式求E t
S B t E ∆∆=∆∆=φ ③如果这时跨接在电阻两端有一个电压表，测得的就是外电路上的电压，即 E r R R IR U +=
= 【例题2】如图2所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s 。
设插入方式相同，试求：
图 2
（1）：两次线圈中的平均感应电动势之比？ 解：1
2122121=∆∆=∆∆⋅∆∆=t t t t E E φφ （2）：两次线圈之中电流之比？ 解：1
2212121==⋅=E E E R R E I I （3）两次通过线圈的电荷量之比？ 解：1
1221121=∆⋅∆⋅=t I t I q q （4）两次在R 中产生的热量之比？
解：1
222212121=∆∆=t R I t R I Q Q 【例题3】如图3所示，有一匀强磁场B=1.0×10-3T ，在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO ，绕平行于磁场的O 轴顺时针转动，已知棒长L=0.20m ，角速度ω=20rad/s ，求：棒产生的感应电动势有多大？
图 3
分析与解答： 棒转过一周后，所用时间ωπ
2=∆t ，OA 扫过的面积2
L S π=， 切割的磁通量BS =∆φ，故
421082
2-⨯===∆∆=ωπωφBL BS t E V 。
点评：此题也可以用Blv E =进行计算，因为从O →A ，各点的线速度是均匀变化的，
故可取棒中点的速度代表棒的平均速度，由2/2/2ωωBL L BL Blv E ===）
（中，仍可得到上面的结果。
【例题4】如图4所示，矩形线圈由100匝组成，ab 边长L 1=0.40m ，ad 边长L 2=0.20m ，在B=0.1T 的匀强磁场中,一两短边中点的连线为轴转动,转速n ′=50r/s 求：
（1）线圈从图4（a ）所示的位置起，转过180º的平均感应电动势为多大？
（2）线圈从图4（b ）所示的位置起，转过180º的平均感应电动势为多大？
分析与解答：
（1）t n E ∆∆=φ=8021221='
='∆n BS n n n φV （2）t n E ∆∆=φ=02112
='
-n n φφ 讨论：为什么第一种情况下E ≠0
，而第二种情况下
E=0？
这是因为在第一种情况下，感应电动势只是大小发生了变化，而方向没有发生变化，故平均感应电动势不为零；而在第二种情况下，感应电动势的大小和方向均发生了变化，故平均感应电动势为零。
（三）课堂练习与课后作业
1．如图5所示，MN 为水平面内的平行金属导轨，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，ab 、cd 两根导体棒长为L ，并以相同的速度v 匀速运动，导轨间电阻为R ，则MN 间电压为 ，通过R 的电流强度为 。
2．有一总电阻为5Ω的闭合导线，其中1m 长部分直导线在磁感应强度为2T 的水平匀强磁场中，以5m/s 的速度沿与磁感线成30º角的方向运动，如图6所示，该直导线产生的感应电动势为 V ，磁场对直导线部分的作用力大小为 N 。
3．有一面积为S=100cm 2的金属环，电阻R=0.1Ω，环中磁场变化规律如图7所示，磁场方向垂直环面向里，则通过金属环的电荷量为 C 。
4．如图8所示,线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板（两板水平放置）电容器中间。
若线圈的匝数为n ，面积为S ，平行板电容器的板间距离为d ，粒子的质量为m ，带电荷量为q ，则磁感应强度的变化率为 。
5．如图9所示，处于水平面内的长平行金属框架内接有电阻R 1、R 2，R 1=R 2=1Ω,框架电阻不计，垂直框架平面的匀强磁场B=0.2T ，平行框架间距L=0.5m ，一金属杆ab 沿垂直于框架方向放在框架上，其电阻不计，金属杆可以沿框架接触良好的无摩擦地滑动，试求：
（1）金属杆中点突然受到一个力打击而以v 0=10m/s 的初速度沿框架向右滑动，在滑动
过程中，金属杆受到的安培力大小怎样变化？金属杆的速度和加速度怎样变化？
图
5
（2）若金属杆质量m=0.1kg，则滑行过程中，电阻R1上消耗的电阻多大？（设框架足够长）
图9。