法拉第电磁感应定律复习课12页

法拉第电磁感应定律复习课·教案

一、教学目标

1．在物理知识方面要求．
(1)通过复习，进一步理解感生电动势的概念，明确感生电动势的作用；
(2)在复习巩固的基础上，熟练掌握法拉第电磁感应定律．
2．通过本节复习，培养学生运用物理知识，分析和解决一些实际问题的能
力．

二、重点、难点分析

1．重点是对法拉第电磁感应定律的进一步理解和运用；
2．难点是法拉第电磁感应定律的综合运用．

三、教具

投影片(或小黑板)．

四、主要教学过程

(一)复习引入新课
1．叙述法拉第电磁感应定律的内容．
2．写出其表达式．

ε=BLv
的区别和联系．
由图 1所示，讲清图中各示意，引导学生共同推导．
设在Δt时间内，导体 MN以速度 v切割磁感线，移动距离为 d=vΔt，设 MN
长为 L，这一过程中，回路磁通量变化为
ΔФ=Ф2-Ф1
=B(s+d)L-BsL
=BLd．
根据法拉第电磁感应定律，
说明：
上述推导需条件：磁感应强度 B、导线切割速度 v与长度 L三者互相垂直，
若上述三垂直中只有二垂直，而 v与 B不垂直，设夹角为θ，再请全体学生推导ε
的计算式．教师指点方法：将 v分解，其中与磁感线平行的速度分量没有作用，
有效切割速度为 vsinθ(图 2)，因此得：
ε=BLvsinθ．

指出上式中当θ=90°时，ε=BLvsin90°=BLv．
5．关于ε=BLvsinθ的意义．
(1)sinθ的意义是把公式中的 B、L、v转化为两两垂直：
①vsinθ=v⊥，是将切割磁感线的速度 v分解为垂直于 B和 L的有效分量；
②Bsinθ=B⊥，是将磁感应强度 B分解为垂直于 v和 L的有效分量；
③Lsinθ=L⊥，是将导体长 L等价成垂直于 B和 v的有效长度．
在上述分解和转化的方法是等价的，所得结果完全相同．
(2)在上式中，若速度 v是即时速度，则电动势ε即为即时电动势；若速度 v
是平均速度，则电动势ε即为平均电动势．
(二)主要教学过程设计
例 1 投影片．如图 3所示，宽 L=0.5m的平行长金属导轨与水平面夹角θ
=37°．与导轨平面垂直的匀强磁场磁感应强度 B=1.0T．质量 m=100g的金属棒 ab
垂直两导轨放置，其电阻 r=1Ω，与导轨间滑动摩擦因数μ=0.25．两导轨由 R=9
Ω的电阻在下端相连．导轨及导轨与 ab棒接触电阻不计(取 sin37°=0.6，cos37
°=0.8，g=10m/s2)．求：
(1)当 ab沿轨道向下运动，速度 v=10m/s时，ab棒运动的加速度．
(2)ab棒沿轨道下滑的最大速度．
(3)ab棒以最大速度运动时，重力对 ab棒做功的功率，ab棒产生的电功率
以及输出电功率．

首先留出点时间，让学生认真审题、分析和思考，并能写出初步的解答方
案．对较困难的学生，教师可适当引导，然后找两个典型解答，请同学在黑板上
板演．
①ab棒在导轨上下滑时受力情况如图 4所示，其中磁场力 F=BIL=
当 v=10m/s时，ab棒运动的加速度大小是
②当 ab棒在导轨上运动加速度变为零时，开始做匀速运动，这时 ab运动速
度有最大值．由上述方程可知：
mgsinθ-μmcosθ-B2L2v/(R＋r)=0，
=16(m/s)．
③重力做功的功率．
P1=mgvsinθ=0.1×10×16×0.6=9.6(W)．
金属棒 ab产生的电功率

输出电功率
适当归纳解答本题的思路，然后提出作为导体转动的情况其感生电动势应如
何求．
例 2 如图 5所示，长 L=10cm的金属棒 ab在磁感应强度 B=2T的匀强磁场
中以 a端为轴，在垂直磁场方向的平面内以角速度ω=10rad/s做顺时针方向的
匀速转动．ab两端的电势差是____V，a、b两端________端电势高，____端电势
低．若 ab以中点为轴转动，其它条件不变，ab两端电势差为____V．
组织同学审题后，学生会发现，本题中金属棒 ab转动时，棒上各点速率不
同．因此欲求其感生电动势ε，需要找出一个等效点，采用求平
另外有的同学也可能提出运用表达式ε=ΔФ/Δt的方法．这时，教师应按
同学的思路，找在Δt时间内，棒 ab转过的角度Δθ=ωΔt，扫过的面积Δ
S．相应的磁通量变化ΔФ=BΔS．然后利用
方法一：
(1)ab导体以 a端为轴做切割磁感线运动时，导体上各点速度大小不同．b
端速度 vb=ωL，a端速度为零．其它各点的速度与该点到 a点的距离成正比．
计算 ab切割磁感线产生感生电动势时的...