《5.电磁感应中的能量转化与守恒》优质课教案设计

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一．法拉第电磁感应定律

1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．

2．表达式： （n为线圈匝数）—— 计算“平均电动势”

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 EMBED Equation.3 及法拉第

电磁感应定律 ，可得：

（n为线圈匝数； EMBED Equation.3 为磁通量的变化量；R为闭合电路的总电阻。）

二．导体平动切割磁感线产生的感应电动势

当L⊥B，L⊥v，而v与B成夹角θ时，E＝ EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

用公式E=Blv计算电动势的时候，如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值；如果v是平均速度则电动势是平均值。

三．导体转动切割磁感线产生的感应电动势

B ：磁感应强度；L ：与磁场垂直的有效长度； EMBED Equation.3 ：角速度

题型练习

第一类问题：与闭合电路欧姆定律相结合

例题1：如图,边长为L均匀的正方形金属框架abcd总电阻为R，框架以速度v向右匀速平动，经过磁感强度为B的匀强磁场。求下列三种情况ab之间的电势差。(1) 只有ab进入磁场。(2) 线框全部进入磁场。(3) 只有ab边离开磁场。

练习2：如图与电阻 R 组成的闭合电路的金属环所在处的磁场方向与圆环平面垂直指向纸内，整个闭合电路的电阻为2Ω，若穿过圆环的磁通量在一段时间内由1Wb增加到5Wb,则在这段时间内通过电阻 R 上的电量为多少？

第二类问题：与牛顿运动定律相结合

例题2:如图所示导线框abcd固定在竖直平面内 , bc段的电阻为R,其他电阻不计,ef是一个不计电阻的水平放置的导体杆,杆长为l,质量为m,杆的两端与导线框良好接触且能无摩擦地滑动。整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中,磁场方向与框面垂直,现在用一个恒力F竖直向上拉ef使其开始上升,分析ef的运动过程并求ef的最大速度。

练习1：如图，光滑的金属框架与水平面成α=30o角，匀强磁场B=0.5 T，方向与框架平面垂直向上，金属导体ab长为l=0.1m，质量m=0.01kg，具有电阻为R=0.1Ω，其余电阻不计，求稳定后ab导线达到的最大速度是多少？

练习2:如图所示,两根足够长的直金属导轨MN和PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。

(1)画出运动后的某时刻导体

杆的受力图；

(2)在加速下滑过程中,当ab杆

的速度大小为 v 时的加速度的

大小；