1、1第四章 电磁感应物理名言：“法拉第先生，它（电磁感应）到底有什么用处呢？” “啊，阁下，也许不要了多久你就可以对它收税了。 ”美国财政大臣格拉斯与法拉第的对话三峡电厂共安装了 26 台巨型发电机，总装机容量 1820 万千瓦。4.1 划时代的发现三维教学目标1、知识与技能（1）知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史；（2）知道电磁感应、感应电流的定义。2、过程与方法：领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。3、情感、态度与价值观（1）领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性；（2）以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强
2、意志激励自己。教学重点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学手段：计算机、投影仪、录像片。教学过程：第 1 节 划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥
3、斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。2、法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？
4、之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。3、科学的足迹 1、科学家的启迪 教材 P3 2、伟大的科学家法拉第 教材 P424、实例探究例 1：发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦例 2：发现电流磁效应现象的科学家是_奥斯特_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。例 3：下列现象中属于电
5、磁感应现象的是（B）A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场34.2 探究电磁感应的产生条件三维教学目标1、知识与技能（1）知道产生感应电流的条件；（2）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。2、过程与方法：领会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法。3、情感态度与价值观：渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。教学重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。教学难点：感应电流的产生条件。教学方法：实验观察法、分析法、实验归纳法、讲
6、授法。教学手段：条形磁铁（两个） ，导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个） ，学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干。教学过程：第 2 节 探究电磁感应的产生条件（一）基本知识1、磁通量（1）定义： 公式：=BS 单位：特斯拉 符号：T（2）推导：B=/S，磁感应强度又叫磁通密度，用 Wb/ m2表示 B 的单位；计算：当 B 与 S 垂直时，或当 B 与 S 不垂直时，的计算。2、初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，叫做电磁感应现象。（二）新课讲解1、实验 1： 闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材 P6 图 4.2-1探究导线运动快慢与电流表
7、示数大小的关系。实验 2：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出，教材 P6 图 4.2-2 探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系。2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置） ，教材 P7 图 4.2-3，探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示4数的关系。3、分析论证：实验一：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；实验二：磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；实验三：通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；通电线圈从大线圈中抽
8、出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由强变弱；当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随之而变化，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变化。4、归纳总结：在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。其共同点是穿过线圈的磁通量发生了变化。磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。5、课堂总结：1、产生感应电流的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量发生改变。2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现
9、象。3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流。6、例题分析例 1、右图哪些回路中比会产生感应电流？例 2、如图，要使电流计 G 发生偏转可采用的方法是（ ）A.K 闭合或断开的瞬间 B.K 闭合，P 上下滑动C.在 A 中插入铁芯 D.在 B 中插入铁芯57、练习与作业1、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当
10、线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（ ）A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速直线运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是（ ）A.以 ab 为轴转动 B.以 oo/为轴转动C.以 ad 为轴转动（转过的角度小于 600） D.以 bc 为轴转动（转过的角度小于 600）4、如图，距形线圈 abcd 绕 oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确 的是（ ）A.线圈从图示位置转过 90的过程中，穿过
11、线圈的磁通量不断减小B.线圈从图示位置转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C.线圈从图示位置转过 180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D.线圈从图示位置转过 360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框 abcd，线框平面与直导线 ef 在同一平面内（如图） ，当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流（ ）A.水平向左运动 B.竖直向下平动C.垂直纸面向外平动 D.绕 bc 边转动课后练习（1）关于感应电流，下列说法中正确的是( )A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内
12、部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D.只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流（2）如图所示，一水平放置的矩形线圈在条形磁铁 S 极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持6水平，位置 1 和 3 都靠近位置 2，则线圈从位置 1 到位置 2 的过程中，线圈内_感应电流，线圈从位置 2 到位置 3 的过程中，线圈内_应电流。第（2）题 第（3）题（3）如图所示，裸导线框 abcd 放在光滑金属导轨上向右运动，匀强磁场力方向如图所示，则() A. 表的指针发生偏转 B. 表的指针发生偏转 G G1C. 表的指针不发生偏转 D.
13、表的指针不发生偏转G1 G（4）带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面， 则()A.只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B.不管环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C.圆环在作变速转动时，小线圈内一定有感应电流D.圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流（5）如图所示，矩形线框 abed 的 ad 和 bc 的中点 M、N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，下列说法中正的是( )A.穿过线框的磁通量不变化.MN 间无感应电动势B.MN 这段导体作切割磁感线运动，MN 间有电势差C.MN 间有电势差，所以
14、电压表有示数D.因为无电流通过电压表，所以电压表无示数第（5）题 第（6）题（6）如图所不，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，符要线圈产生感应电流，下列方法中可行的是( )A.将线圈向左平移一小段距离 B.将线圈向上平移C.以 ab 为轴转动(小于 90) D.以 bc 为轴转动(小于 90)（7）按如图所示装置进行操作时，发现放在光滑金属导轨上的 ab 导体棒发生移动，其可能的原因是( ). A.闭合 S 的瞬间 B.断开 S 的瞬间C.闭合 S 后，减少电阻 R 时 D.闭合 S 后，增大电阻时第（8）题 第（9）题（8）如图所示，导体棒 ab 放在光滑的金属
15、导轨上，导轨足够长，除了电阻 R 外，其他电阻不计.7导体棒 ab 的质量为 m，长为 L，给 ab 棒一个水平向右的初速度 v0，因感应电流作用，ab 棒将减速运动，则电阻 R 消耗的最大电能为多少? 1、C 2、有，有 3、AB 4、CD 5、BD 6、AC 7、ABCD 9、mv 02/2 4.3 楞次定律三维教学目标1、知识与技能（1）掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向；（2）培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力；（3）能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向； （4）掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。2、过程与方法（1）通
16、过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。（2）通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。3、情感态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。教学重点：楞次定律的获得及理解；应用楞次定律判断感应电流的方向；利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。教学难点：楞次定律的理解及实际应用。教学方法：发现法，讲练结合法。教学手段：干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。教学过程：第 3
17、 节 楞次定律（一）基本知识1、实验（1）选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系。明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针向哪边偏转。（2）闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况。磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动；导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向。根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向。感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系，感应电流的方向可以用右手定则加以判定。右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导
18、体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向。（3）闭合电路的磁通量发生变化的情况：8实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向。分析：(甲)图：当把条形磁铁 N 极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。(乙)图：当把条形磁铁 N 极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。(丙)图：当把条形磁铁 S 极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。(丁)图：当条形磁铁 S 极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的
19、磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化。2、实验结论:楞次定律-感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化说明：对“阻碍”二字应正确理解 “阻碍”不是“阻止” ，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗
20、着产生感应电流的那个原因。 ”3、应用楞次定律判定感应电流的步骤(四步走)(1)明确原磁场的方向；(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向(4)利用安培定则判定感应电流的方向。4、推论：当导线切割磁感线时可用右手定则来判定，即大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导线的运动方向，则四指的指向为感应电流的方向。5、例题分析例 1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图，导轨上放一根导线 ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使 M 所包围的小闭合线圈 N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是A.匀速
21、向右运动 B.加速向右运动C.减速向右运动 D.加速向左运动例 2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁场垂9直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开始下落，不计阻力，a、b 两端落到地面的次序是（ ）A.a 先于 b B.b 先于 aC.a、b 同时落地 D.无法判定例 3、如图，电容器 PQ 的电容为 10F，垂直于回路的磁场的磁感应强度以 510-3T/s 的变化率均匀增加，回路面积为 10-2m2。则 PQ 两极电势差的绝对值为 V。P 极所带电荷的种类为 ，带电量为 C。6、练习与作业1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的
22、电势（ ）A.东端最高 B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高2、如右图，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中（ ）A.线圈中将产生 abcd 方向的感应电流B.线圈中将产生 adcb 方向的感应电流C.线圈中将产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcb D.线圈中无感应电流3、如右图，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合。为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是（
23、）A.N 极向纸内，S 极向纸外，使磁铁绕 O 点转动B.S 极向纸内，N 极向纸外，使磁铁绕 O 点转动C.使磁铁在线圈平面内绕 O 点顺时针转动D.使磁铁在线圈平面内绕 O 逆时针转动4、如右图，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合距形导线框，E 是电源，当滑线变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑行时，线框 ab 将（ ）A.保持静止不动 B.沿逆时针方向转动C.沿顺时针方向转动 D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向课后练习（1）如图，闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，试判定感应电流方向是 10V1 2第 1 题 第 2 题 第 3 题（2）如图，虚线所围成的区域内为匀强磁场
24、，闭合线圈 abcd 由静止开始运动时，磁场对 ad 边的作用力方向向上，则线圈所作的运动可能是：（ ）A.以 ab 为轴向里转动 B.以 bc 为轴向里转动C.整个线圈向右平动 D.整个线圈向左平动（3）如图，两闭合金属圆环套在水平光滑棒上，当条形磁铁先靠近圆环 a 的过程中（未穿出） ，两环的运动情况正确的是：（ ）A.同时向左运动，距离增大 B.同时向左运动，距离不变C.同时向左运动，距离减小 D.同时向右运动，距离增大（4）如图所示，闭合导体圆环 P 位于通电螺线管 Q 的中垂面处，二者的轴线重合，当 Q 中的电流 I 减少时 （ ） A.P 内的感应电流方向与 Q 内的电流方向相同，
25、P 环有缩小的趋势B.P 内的感应电流方向与 Q 内的电流方向相同，P 环扩张的趋势C.P 内的感应电流方向与 Q 内的电流方向相反，P 环有缩小的趋势D.P 内的感应电流方向与 Q 内的电流方向相反，P 环扩张的趋势第 4 题 第 5 题 第 6 题（5）在 图中，a，b 为 两个相 互垂直放置的圆环形导体，环中通有图示方向电流 I，欲使 a 环中产生图示方向的感应电流I1，可采用的方法是 （ ）A.增大电流 I B.改变 I 的方向C.从右向左看，沿顺时针方向转动 a 环 D.从右向左看，沿逆时针方向转动 b 环（6）如图，在螺线管附近，悬挂一个闭合金属圆环，螺线管的轴线与圆环的轴线重合，
26、你能采用哪些方法可以使圆环向左运动？（7）如图，通有电流的螺线管竖直放置，铜环 A 沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上 P、Q、R 位置时加速度分别为 aP、a Q、a R,位置 Q 处于螺线管的中心、P、R 与位置 Q 等距，则加速度的大小关系 第 7 题 第 8 题（8）如图所示，让正方形线圈匀速通过匀强磁场，由 1 位置运动到 2 位置。规定顺时针方向电流为正，试画出线圈中感应电流与时间的关系。 （速度大小为 V，线圈的边长为 L，磁场宽度为 3L，磁感应强度为 B，电阻为 R） B a db cK PVNb aAQPR11（9） （2005 年辽宁
27、）如图所示，两相距为 L 的平行直导轨 ab、cd，b、d 间边有一固定的电阻 R，导轨电阻可忽略不计，MN 为放在 ab 和 cd 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 向右做匀速运动，令 U表示 MN 两端电压的大小，则：（ ）A.U=vBL/2，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 cB.U=vBL/2，流过固定电阻 R 的感应电流由 c 到 bC.U=vBL，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 CD.U=vBL，流过固定电阻 R 的感应电流由
28、C 到 b（10） （2005 年江苏二月试题）如图 4 所示，当电键 S 从位置 1 拨到位置 2 的过程中，电流计中的电流方向为：（ ）AABBBAC先 AB，再 BAD先 BA，再 AB第 10 题 第 9 题（11） （2004 年上海）两圆环 A、B 置于同一水平面上，其中 A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当 A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ）A.A 可能带正电且转速减小；B.A 可能带正电且转速增大；C.A 可能带负电且转速减小；D.A 可能带负电且转速增大。1. 逆时针 2.ABC 3.C 4.A 5.CD 6.P 向
29、右移动；K 突然断开；线圈向左移动 7.a Q aP aR 9.A 10.D 11.BCX X X X X X XX X X X X X XX X X X X X XabcdvRItOBLv/R-BLv/RL/v 2L/v4L/v3L/v8.124.4 法拉第电磁感应定律三维教学目标1、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 、E=/t；（3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式；（4）知道 E=BLvsin 如何推得；（5）会用 E=n/t 和 E=BLvsin 解决问题。2、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
30、 E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。3、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，培养学生个性与共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。教学方法：演示法、归纳法、类比法。教学手段：多媒体电脑、投影仪、投影片。教学过程：第 4 节 法拉第电磁感应定律（一）基本知识1、感应电动势（1）电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。（2）产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。（3）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。（4）产
31、生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合。（5）与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（/t）有关（由前一节的实验分析可得） 。注意：磁通量的大小 ；磁通量的变化 ；磁通量的变化快慢（/ t）的区分。（二）新课教学1、法拉第电磁感应定律（1）内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。（2）公式：单匝线圈：E=/t（3）多匝线圈：E=n/t（4）适用范围：普遍适用2、导线切割磁感线时产生的感应电动势（1）公式：E=BL vsin。 导线的运动方向与磁感线的夹角。13（2）推导方法：（3）条件：导线的运动方向与导线本身垂直（4）适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线
32、（5）单位：1V=1T1m 1m/s=1Wb/s3、反电动势电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。4、例题分析例 1：如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与磁场的夹角，导线长度为 L）例 2：如右图,电容器的电容为 C,两板的间距为 d,两板间静止一个质量为 m,电量为+q 的微粒,电容器 C 与一个半径为 R 的圆形金属环相连, 金属环内部充满垂直纸面向里的匀强磁场。试求: B/ t 等于多少?例 3：如右图, 无限长金属三角形导轨 COD 上放一根无限长金属导体棒 MN,拉动
33、 MN 使它以速度 v 向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么 MN 运动过程中,闭合回路的（ ）A.感应电动势保持不变 B.感应电动流保持不变C.感应电动势逐渐增大 D.感应电动流逐渐增大6、练习与作业1、如右图，平行放置的金属导轨 M、N 之间的距离为 L；一金属杆长为 2L，一端以转轴 o/固定在导轨 N 上，并与 M无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度顺时针匀速转动至另一端 o/脱离导轨 M。若两导挥间是一磁感应强度为 B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中（ ）A.金属杆两端的电压不断增大B.o/端
34、的电势总是高于 o 端的电势C.两导轨间的最大电压是 2BL2D.两导轨间的平均电压是 271/2BL2/22、如右图，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一直角边长度为 a，电阻为 R 的等腰直角三角形导线框以速度 v 垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为 ，导线框中的感应电流强度为 。3、如左图，一边长为 a，电阻为 R 的正方形导线框，以恒定的速度 v 向右进入以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为 B，MN 与线框的边成 45角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值 144、如图，长为 L 的金属杆在垂直纸面向里的
35、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，沿逆时针方向绕 o 点在纸面内匀速转动，若角速度为 ，则杆两端 a、 b 和 o 间的电势差 U a o= 以及 Ubo= 4.5 电磁感应定律的应用三维教学目标1、知识与技能（1）知道感生电场；（2）知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。2、过程与方法：通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。3、情感态度与价值观：通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。教学方法：讨论法，讲练结合法。教学手段：多媒体课件。教学活动：
36、第 5 节 电磁感应定律的应用（一）引入新课问题 1：什么是电源？什么是电动势？答：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。如果电源移送电荷 q 时非静电力所做的功为 W，那么 W 与 q 的比值 W/q，叫做电源的电动势。用 E 表示，则：E=w/q 在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。（二）进行新课1、感应电场与感生电动势教材图 4.5-1，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这
37、种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。例题：教材 P222、洛伦兹力与动生电动势（1）导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。（2）自由电荷不会一直运动下去。因为 C、D 两端聚集电荷越来越多，在 CD 棒间产生的电场越来越强，当电场15力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。（3）C 端电势高。（4）导体棒中电流是由 D 指向 C 的。一段导体切割磁感线
38、运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。问题 1：如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况？答：导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。3、实例探究例 1：如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ A C ）A.磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力D.以上说法都不对例 2：如图所示，导体 AB 在做切割
39、磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ A B ）A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的例 3：如图所示，两根相距为 L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆 ab、cd 质量均为 m，电阻均为 R，若要使 cd 静止不动，则 ab 杆应向 上运动，速度大小为 2mgR/B2L2，作用于 ab 杆上的外力大小为 2mg4、巩固练习1、如图所示，一个带正
40、电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（B）A.不变 B.增加 C.减少 D.以上情况都可能2、穿过一个电阻为 l 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少 2Wb，则（BD）A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少 2VB.线圈中的感应电动势一定是 2VC.线圈中的感应电流一定是每秒减少 2AD.线圈中的感应电流一定是 2A磁场变强163、在匀强磁场中，ab、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度 v1、v 2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（C）A.v1v 2，方向都向右 B.v 1v 2，方向都向左C.v1
41、v2，v 1向右，v 2向左 D.v 1v2，v 1向左，v 2向右4、如图所示，面积为 0.2m2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=6，线圈电阻 R2=4，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（4V）（2）a、b 两点间电压 Uab（2.4A）5、如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为 R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直
42、，现将线圈翻转 180，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为 q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度 B= qR/2nS课后练习（1）在竖直向下的匀强磁场中，一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，则棒两端产生的感应电动势将（ ）A.随时间增大 B.随时间减小 C.不随时间变化 D.难以确定第 1 题 第 2 题 第 3 题（ 2）如图所 示，在 正方形线圈的内部有一条形磁铁，磁铁 和线圈 在同一纸面内，两者有共同中心轴线 O1O2。关于线圈中产生感应电流的下列说法正确的是（ ）A.当磁铁向纸面外平移时，线圈中不产生感应电流B.当磁铁向上平移时，线圈中不产生感应电流C.磁铁向下平移
43、时，线圈中产生感应电流D.当磁铁 N 极向纸外、S 极向纸内绕 O1O2轴转动时，线圈中产生感应电流（3）如图，在磁感强度为 B 的身强磁场中，有半径为 r 的光滑半圆形导体框架，OC 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒，OC 之间连一个电阻 R，导体框架与导体电阻均不计，使 OC 能以角速度 匀速转动，外力的功率是（ ）A.B2 2r4/R B.B2 2r4/2R C.B2 2r4/4R D.B2 2r4/8R（4）一个 200 匝、面积为 20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成 300角，磁感应强度在0.05s 内由 0.1T 增加到 0.5T。在此过程中，穿过线圈的
44、磁通量变化量是多大？磁通量的平均变化率是多大？线圈中感应电动势的大小为少？（5）如图所示，已知磁感应强度为 B 的匀强磁场的宽度为 S，矩形导线框 ad 边的长度为 L，整个线框的电阻为 R，线框以垂直磁场方向的速度 V 匀速通过磁场，设 abS，求线框通过磁场的全过程中，线框发出的热量。Lad cbSv17第 5 题 第 6 题（6）如图所示，正方形线框 ABCD 的总电阻 R 为 0.4，质量 m 为 0.1kg，边长为 0.4m，两虚线之间是垂直于线框平面向里的匀强磁场，磁场上限（上面一条虚线）正好过 AC 和 BD 的中点，磁感应强度从 2T 开始以 5Ts 的变化率均匀增大，当磁感应
45、强度为多大时，悬线的拉力为零？（AB 边水平）（7）如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的 EF 和 GH 两部分导轨间的距离为 2L，I J 和 MN 两部分导轨间的距离为 L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆 ab 和 cd 的质量均为 m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆 ab 施加一个竖直向上的作用力 F，使其匀速向上运动，此时 cd 处于静止状态，则 F 的大小为（ ）A.2mg B.3mg C.4mg D.mg第 7 题 第 8 题（8）现代汽车在制动时，有一种ABS 系统，它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动。这种滑动不但制动效果不好，而且易
46、使车辆失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置。如果检测出车辆不再转动，就会自动放松制动机构，让轮子仍保持缓慢转动状态。这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如图甲，B 是一根永久磁铁，外面绕有线圈，它的左端靠近一个铁质齿轮，齿轮与转动的车轮是同步的。图乙是车轮转动时输出电流随时间变化的图象。（1）说明为什么有电流输出？（2）若车轮转速减慢了，图象会变成怎样？（画在图乙上）（9）正方形金属线框 abcd，每边长 =0.1m，总质量 m=0.1kg，回路总电阻 r=0.02，用细线吊住，线的另一端跨l过两个定滑轮，挂着一个质量为 M=0.14kg 的砝码。线框上方为一磁感应强度 B=0.5T
47、的匀强磁场区，如图，线框abcd 在砝码 M 的牵引下做加速运动，当线框上边 ab 进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s 2） 。问：（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？（2）线框匀速上升过程中，重物 M 做功多少？其中有多少转变为电能？第 10 题 第 9 题（10） （04 北京东城区二模）如图，金属杆 MN 放在完全相同的导体制成的金属框 abcd 上，并接触良好。沿线框 bc边建立 x 轴，以 b 为坐标原点。矩形框 ad 边长 2L，ab 边长为 L，导体单位长度的电阻为 R0，磁感应强度为 B 的匀强磁场与框架平面垂直。现对 MN 杆施加沿 x 轴正方向的拉力，使之从框架左端开始，以速度 v 向右匀速运动，不计一切摩擦
