4.4 法拉第电磁感应定律(第一课时)

知识点一：电磁感应定律感应电动势的大小与磁通量的变化 有关,磁通量的变化越 感应电动势越大,磁通量的变化 感应电动势越小。磁通量的变化快慢可以用磁通量的 来表示。电磁感应定律：法拉第,纽曼,韦伯等人在对理论和实验资料进行严格分析后,于1845年和1846年先后指出：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,后人称之为法拉第电磁感应定律。

4.4 法拉第电磁感应定律（第一课时）

教学目标

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，△Φ, △Φ/△t的区别

3. 理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式

4. 知道公式E=BLV及E=BLVsinθ的推导，会用公式解决问题。

知识点一：电磁感应定律

感应电动势的大小与磁通量的变化 有关，磁通量的变化越 感应电动势越大,磁通量的变化 感应电动势越小。磁通量的变化快慢可以用磁通量的 来表示。

电磁感应定律：法拉第，纽曼，韦伯等人在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出：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，后人称之为法拉第电磁感应定律。 公式表示为： ， 式中k是 ，当感应电动势单位为 磁通量的单位为 时间单位为 时k=1，公式可写成：

当线圈为n匝时公式表示为： 。

练习1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）

A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比

B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比

C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比

D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比

练习2.一个200匝，面积为20cm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0.05s内由0.1T增大到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中的感应电动势的大小是多少？

对感应电动势的理解：

1.不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势。产生感应电动势是电磁感应的本质

2.用公式E=△Φ/△t求出的是△t时间内的平均感应电动势

3.计算感应电动势时，常有以下两种情况：E=△B/△t*S，即面积不变，磁感应强度变化；E=△S/△t*B,即面积改变，磁感应强度不变。

知识点二、导线切割磁感线时的感应电动势

如图所示电路，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，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？

拓展：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ时，感应电动势可用上面的公式计算吗？该怎样计算？

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知识点一：电磁感应定律感应电动势的大小与磁通量的变化 有关,磁通量的变化越 感应电动势越大,磁通量的变化 感应电动势越小。磁通量的变化快慢可以用磁通量的 来表示。电磁感应定律：法拉第,纽曼,韦伯等人在对理论和实验资料进行严格分析后,于1845年和1846年先后指出：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,后人称之为法拉第电磁感应定律。

归纳总结：公式E=BLVsinθ当V为平均速度时，E为平均感应电动势，当V是瞬时速度时，E为瞬时感应电动势，只有B，l，V三者的大小，方向均不变时，导线在△t时间内产生的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时感应电动势相同。

练习3．如图所示，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v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动

势大小将

A. 越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断

练习4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图

所示位置时，此线圈 （ ）

A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小

B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大

C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大

D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小

比较公式E=△Φ/△t与E=BLVsinθ的区别

1. 研究对象不同

2. 适用范围不同

3. 物理意义不同

联系 1.E=BLVsinθ是由E=△Φ/△t在一定条件下推导出来的

2.如果B，l，V三者的大小，方向均不变时，导线在△t时间内产生的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时感应电动势相同。

知识点三：反电动势

思考与讨论（见课本p16）

练习5.如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属导轨，其电阻可忽略不计，ac之间连接一个阻值为R的电阻，ef为一个垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并沿轨道方向无摩擦地滑动，ef长为l，电阻可忽略，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef受到的安培力为( )

vB2l2vBlA. B.RR

vB2lvBl2 D.RR

练习6.如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5 m，接有R＝0.2 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v＝4.0 m/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及感应电流的方向；

(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少？方向怎样？

(3)电阻R上产生的热功率多大？

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