2013年春学期高二选修物理教学案(1)
§11—4法拉第电磁感应定律
时间：第5周第1课时 编写：肖志亮 审核：李文萍
学习目标
1、理解磁通量的变化率
2、理解并掌握法拉第电磁感应定律
3、学会导体在磁场中做切割磁感线运动时的感应电动势公式，并能区分它与法拉第电磁感应定律的不同 复习回顾： 1楞次定律内容:
2运用楞次定律判断感应电流方向的思路：
例1、某磁场的磁感线如图，有一闭合铝线圈自图示位置A落至位置B，在下落过程中，自上向下看，铝线圈中的感应电流是( )
A、先顺时针方向，再逆时针方向 B、先逆时针方向再顺时针方向 C、始终是顺时针方向 D、始终是逆时针方向 新课教学
一、感应电动势E： 1、概念：
2、感应电动势的大小与哪些因素有关？ 二、法拉第电磁感应定律： 1、内容： 2、公式：
3、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率：
例2、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RA＝2RB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。 ⑴、A、B线圈中产生的感应电动势之比EA∶EB是多少？ ⑵、两线圈中感应电流之比IA∶IB是多少？
三、利用法拉第电磁感应定律推导导体平动切割时电动势的表达式 1、推导： 2、公式： 3、适用条件：
例3、一根长为L=0.4m的直导线，在此感应强度B=0.5T的匀强磁场中运动，设直导线垂直于磁感线，运动方向跟磁感线也垂直，那么当直导线的速度为多少时，该直导线中感应
电动势的大小才能为1.5V？
例4、如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO，轴转动时，设线圈的两个边长分别是L1，L2，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度是B。试证明：在图示位置时，线圈中的感应电动势为E=BSω（其中S= L1L2为线圈面积）
2013年春学期高二物理作业(1)
班级 学号 姓名
1、关于感应电动势和感应电流的关系，下列正确的是： （ ） A、电路中有感应电动势，就一定有感应电流； B、电路中有感应电流，就一定有感应电动势；
C、两电路中，感应电动势大的电路，其感应电流也一定大； D、两电路中，感应电流大的电路，其感应电动势一定也大。
2、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、穿过线圈的磁通量的变化越快，感应电动势越大
3、如图所示，两个半径不同的同心圆线圈置于匀强磁场中，当磁场均匀增强时，线圈1和线圈2产生的感应电动势的关系为： （ ） A、E1=E2 B、E1＞E2 C、E1＜E2 D、无法确定
4、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( ) A、越来越大 B、越来越小 C、保持不变 D、无法判断
5、一个200匝、面积为20cm2
的均匀线圈放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直。若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，则在此过程中， ⑴、穿过线圈的磁通量的变化是多少？ ⑵、磁通量的变化率是多少？ ⑶、线圈中的感应电动势是多少？
6、有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热水器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？
2013年春学期高二选修物理教学案(2)
电磁感应现象的两类情况
时间：第5周第2课时 编写：肖志亮 审核：李文萍
学习目标
1、了解感生电场，知道感生电动势产生的原因及判断其方向和计算其大小
2、了解动生电动势的产生原因以及与洛伦兹力的关系。判断动生电动势方向和计算其大小 3、了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析 复习回顾
1、法拉第电磁感应定律内容： 2、感应电动势的几种常见表达式：
例1、穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是
A、0～2s B、2～4s C、4～5s D、5～10s 新课教学
一、电磁感应现象中的感生电场 1、感生电动势和动生电动势
⑴、磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势
⑵、导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 B 2、感生电场
变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感生电场。 E
3、感生电动势
⑴、产生：磁场变化时会在空间激发 ，闭合导体中的 在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 ⑵、定义：由感生电场产生的感应电动势成为 。 ⑶、感生电场方向判断： 定则。
例2、在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（ ） A、沿AB方向磁场在迅速减弱 B、沿AB方向磁场在迅速增强 A C、沿BA方向磁场在迅速减弱 D、沿BA方向磁场在迅速增强 B
二电磁感应现象中的洛伦兹力
如图所示：有导线CD长0.15m，在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，以3m/S的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线，运动方向跟磁感线及直导线均垂直.
思考下列问题：
1、自由电荷会随着导体棒运动,并因此受到洛伦兹力。导体中自由电荷的合运 动在空间大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体中的自由电荷是正电荷。
2、导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去?为什么?
3、导体棒的哪端电势比较高?
4、如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的?
例3.光滑导轨,竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=0.2T．有阻值为0.5Ω，质量为100g的导体棒AB紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，其他部分的电阻及接触电阻均不计．问：⑴导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的安培力的方向．⑵当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少?⑶求棒下落的最大速度多大?
2013年春学期高二物理教学案(3)
法拉第电磁感应定律习题课
时间：第5周第3课时 编写：肖志亮 审核：李文萍
学习目标
1、求不同情形下的感应电动势 2、能用感应电动势进行分析和计算 复习回顾
1电磁感应现象中的感生电场
练习1．如图，水平面上一个固定的带有光滑凹槽的绝缘圆环里，有一带正电小球在做圆周
运动，匀强磁场垂直于水平面，当磁感应强度均匀增大时，此小球的动能将（ ） A．不变 B．增加 C．减少 D．以上情况都可能
2、感生电动势和动生电动势
练习2．如图所示，面积为0.2 m2
的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2）判断a，b两点电势的高低； （3）求b、a两点间电势差。
新课教学
1．内容：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 例1 关于电磁感应产生的感应电动势的正确表述是（ ）
A 穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大
B 穿过导体框的磁通量越大，线框中的感应电动势一定越大
C 穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中的感应电动势一定越大
D穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中的感应电动势一定越大 2．表达式
3．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I?q?t及
法拉第
电磁感应定律 E?n???，可得：q ?I??t?En????
?tR??t?R?t??t?nR（n为线圈匝数；??为磁通量的变化量；R为闭合电路的总电阻。）
例2有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里。求：
（1） 线圈回路的感应电动势。 （2）、金属环中的感应电流方向？
（3）、在t1－t2时间内通过金属环的电荷量为多少？
4 区分平均和瞬时电动势
例3 如图所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时
刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：
（1）线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。
（2）线圈在1s末时的感应电动势大小。
5、导体平动切割磁感线产生的感应电动势和导体转动切割磁感线产生的感应电动势 E12感?BLv中?2BL? B ：磁感应强度；L ：与磁场垂直的有效长度；?：角速度
例4、两边长分别为L1、L2的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中从图示位置以角速度ω绕AB边匀速旋转90°的过程中，求： ⑴、初始时刻的感应电动势 ⑵、转过90°时的感应电动势
⑶、线框产生的平均感应电动势和通过线圈的电荷量 A D B C
强化练习
1、如图所示，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： ⑴、O、A哪一点电势高？ ⑵、棒产生的感应电动势有多大？
2、如图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用0.2s，第二次用0.4s，并且两次的起始和终了位置相同。则 ( ) A、第一次磁通量变化较大 B、第一次G的最大偏角较大 C、第一次经过G的总电量较多
D、若断开S，G均不偏转，故均无感应电动势
3、穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则（ ）
A、线圈中的感应电动势每秒钟增加2V B、线圈中的感应电动势每秒少2V C、 线圈中的感应电动势始终为2V D、线圈中不产生感应电动势
4、?如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，?框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R＝0.2Ω，不计阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。
