1、第2節 感應電動勢與電磁感應定律一、教學目標1 .掌握導體切割磁感線的情況下產生的感應電動勢.2 .掌握穿過閉合電路的磁通量變化時產生的感應電動勢.3 . 了解平均感應電動勢和感應電動勢的瞬時值.4.通過推理論證的過程培養學生的推理能力和分析問題的能力.二、重點、難點分析重點是使學生掌握動生電動勢和感生電動勢與哪些因素有關.三、主要教學過程（一）引入新課復習提問：在發生電磁感應的情況下，用什么方法可以判定感應電流的方向？要求學 生回答出：切割磁感線時用右手定則；磁通量變化時用楞次定律.（二）教學過程設計1 .設問.怎樣確定感應電流的強弱呢？既然有感應電流，那么就一定存在感應電動勢.只要能 確定

2、感應電動勢的大小，根據歐姆定律就可以確定感應電流了.2 .導線切割磁感線的情況.（1）如圖所示，矩形閉合金屬線框 abcd置于有界的勻強磁場 B中，現以速度v勻速拉出 磁場，我們來看感應電動勢的大小.在水平方向ab邊受到安培力 Fm=BIl的作用.因為金屬線框是做勻速運動，所以拉線 框的外力F的大小等于這個安培力，即 F=BIl .在勻速向外拉金屬線框的過程中，拉力做功的功率P=F v=BIlv .拉力的功并沒有增加線框的動能，而是使線框中產生了感應電流I .根據能的轉化和守恒定律可知，拉力 F的功率等于線框中的電功率P'.閉合電路中的電功率等于電源電動勢e在這里就是感應電動勢）與電流

3、I的乘積.顯然 Fv=e I即 BIv= £ I得出感應電動勢£ =Blv（1）式中的l是垂直切割磁感線的有效長度（ab）, v是垂直切割磁感線的有效速度.（2）當ab邊與磁感線成 。角（如圖2）做切割磁感線運動時，可以把速度v分解，其有效切割速度v± = v - sin.啷么，公式 可改寫為：(2)Blvsin .0這就是導體切割磁感線時感應電動勢的公式.在國際單位制中，它們的單位滿足：1V=1Tm 2/s.3 .穿過閉合電路的磁通量變化時.（1）參看前圖，若導體 ab在At時間內移動的位移是 A1,那么它的速度通可表示為，V =（2）式£ =

4、3;1出口6可以改寫為汴些口At式中l A是ab邊在A時間內掃過的面積.l Alsin愚ab邊在A時間內垂直于磁場方向 掃過的有效面積.Bl A lsin是ab邊在A時間內掃過的磁通量（磁感線白勺條數）,對于金屬線 框abcd來說這個值也就是穿過線框磁通量在 A t時間內的變化量 A 這樣（3）式可簡化為At(2)在一般情況下，線圈多是由很多匝(n匝)線框構成，每匝產生白感應電動勢均為(4)式的值，串聯起來 n匝，則線圈產生的感應電動勢可用$ 二 n At表示.這個公式可以用精密的實驗驗證.這就是法拉第電磁感應定律的表達式.(3)電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.這

5、就是法拉 第電磁感應定律.4 .例題半徑為a的圓形區域內有均勻磁場，磁感強度為 B = 0.2T ,磁場方向垂直紙面向里,a = 0.4m, b = 0.6m,金屬半徑為b的金屬圓環與磁場同心地放置，磁場與環面垂直，其中環上分別接有燈 Li、L2,兩燈的電阻均為 Ro = 2Q, 一金屬棒MN與金屬環接觸良好，棒與 環的電阻均忽略不計(1)若棒以s = 5m/s的速率在環上向右勻速滑動，求棒滑過圓環直徑示)MN中的電動勢和流過燈 L1的電流.(2)撤去中間的金屬棒 MN將右面的半圓環 OL2O以OO為軸向上翻轉 AB 4,，一時間均勻變化，其變化率為 -t= T/s,求L1的功率.At兀 &#

6、39;OO的瞬時(如圖所解析(1)導體棒MN切割磁感線的有效長度為 2a,產生的感應電動勢Ei = B 2a u =0.2 2 0.45V = 0.8V由歐姆定律得流過燈Li的電流IiE1R00.82 A = 0.4A90o,若此時磁場隨(2)由法拉第電磁感應定律得_ 1 221E2 =三7= 271a 3= 2L1、L2串聯，每個燈上分得的電壓X0.424V = 0.32VU = 0.5E2 = 0.16VL1的功率為P1 = U2 =呼,R025.幾個應該說明的問題.W = 1.28 10-2W(1)在法拉第電磁感應定律中感應電動勢e的大小不是跟磁通量 中成正比,通量的變化量 A成正比，而

7、是跟磁通量的變化率成正比.也不是跟磁(2)法拉第電磁感應定律反映的是在Al段時間內平均感應電動勢.只有當零時，才是瞬時值.A趨近于(3)公式e =Bksin中Q當v取瞬時速度則 e是瞬時值，當v取平均速度時, 應電動勢.e是平均感(4)當磁通量變化時，對于閉合電路一定有感應電流.若電路不閉合，則無感應電流， 但仍然有感應電動勢.(5)感應電動勢就是電源電動勢，是非靜電力使電荷移動增加電勢能的結果.電路中感 應電流的強弱由感應電動勢的大小e和電路總電阻決定，符合歐姆定律.四、課堂小結1 .導體做切割磁感線運動時，感應電動勢可由£ =Blvsin確定.2 .穿過電路的磁通量發生變化時，感應電動勢由法拉第電磁感應定律確定.即£ = n- *At3 .感應電動勢就是電源電動勢.有關閉合電路相關量的計算在這里都適用.4 .同學們應該會證明單位關系：V =Wb/s .五、教