，如果電路不閉合，磁條插入或拔出時是否有電流？ 有電動勢嗎？ 老師：**在磁感應(yīng)現(xiàn)象中，無論電路是否閉合，只要通過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。 提問：感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān)？ 思考并回答：圖中有電流。 當(dāng)圖b中的條形磁鐵插入或拔出時，就會產(chǎn)生電流。 答：線圈相當(dāng)于電源。 類比a、b兩張圖，答案：沒有電流，但有電動勢。 猜想：與磁通量變化的大小有關(guān)。 它與磁通量變化的速度有關(guān)。 答：用電流表代替電阻。 當(dāng)閉合電路的電阻一定時，由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大。 其數(shù)量可以用電流來表示。 表示感應(yīng)電動勢的大小。 答：當(dāng)同一個條形磁鐵從線圈上的某個位置插入到另一個位置時，只要初始位置和最終位置相同，磁通量的變化就會相同。 插入越快，磁通量越大。 新課教學(xué)： 1.探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素： 教師指導(dǎo)： 1.讓學(xué)生猜測影響感應(yīng)電動勢大小的因素： 2.如何利用裝置進行實驗圖b探討如何比較感應(yīng)電動勢的大小？ 如何控制磁通量變化的大小和速度？ 3． 請學(xué)生使用手中的設(shè)備進行實驗 4、請學(xué)生分享實驗結(jié)果： 教師：磁通量變化的速度用磁通量的變化率來描述，即磁通量的變化量。單位時間的通量，用公式表示。 可以發(fā)現(xiàn)，該值越大，E電感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。
精確的實驗表明，電路中感應(yīng)電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。 這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。 2、法拉第電磁感應(yīng)定律老師：**和韋伯分別在1845年和1846年經(jīng)過理論和實驗數(shù)據(jù)的嚴格分析后指出； 1. 內(nèi)容： 2. 師生推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的速度越快，表達的速度就越快。 兩個學(xué)生合作做了一個實驗，交換實驗結(jié)果：磁通量的變化量是相同的。 插入速度越快，電流表示越大，感應(yīng)電動勢也越大。 注：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化的大小無關(guān)，而是與磁通量變化的速度有關(guān)。 結(jié)論：磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大。 閱讀課本答案：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。 推導(dǎo)：在時間ΔΦ=Φ2-Φ1時，磁通量的變化率即為感應(yīng)電動勢E，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力。 培養(yǎng)學(xué)生進一步理解感應(yīng)電導(dǎo)過程及其表達式：假設(shè)t1時刻t1通過回路的磁通量為Φ1，t2時刻通過回路的磁通量為Φ2。 磁通量隨時間的變化是怎樣的？ 磁通量的變化率是多少？ 感應(yīng)電動勢如何表示？ 在國際單位制中，電動勢的單位是伏特（V），磁通量的單位是韋伯（Wb），時間的單位是秒（s）。 可以證明式中比例系數(shù)k=1（學(xué)生課后可以自行證明），則上式可寫為 假設(shè)閉路為n匝線圈，則其變化率通過線圈每匝的磁通量是相同的。 此時相當(dāng)于串聯(lián)了一個單匝線圈，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)椋?(1) (2) 計算兩式時取絕對值。
請學(xué)生思考：磁通Φ、磁通變化Φ、磁通變化率有什么區(qū)別？ 練習(xí)：有一個1000匝的線圈。 通過它的磁通量在0.4s內(nèi)從0.02Wb增加到0.09Wb。 求線圈的感應(yīng)電動勢。 如果線圈的電阻為10Ω，則輸入電阻值（1）。 磁通Φ是通過一定區(qū)域內(nèi)的磁通線數(shù)； 磁通量的變化表示磁通量變化的大小，與變化所花費的時間無關(guān)； 磁通量變化率表示磁通量變化的速度。 (2)當(dāng)磁通量很大時，磁通量Φ的變化可能很小。 同樣地，當(dāng)磁通量的變化量Φ大時，如果經(jīng)過的時間長，則磁通量的變化率也可能小。 (3)磁通量Φ和磁通量變化量的單位為Wb，磁通量變化率的單位為Wb/s。 (4)磁通Φ的變化量與電路中感應(yīng)電動勢的大小沒有必然關(guān)系。 Φ0通過電路是電路中存在感應(yīng)電動勢的前提； 磁通量的變化率與感應(yīng)電動勢的大小有關(guān)。 該值越大，電路中的感應(yīng)電動勢越大。 感應(yīng)電動勢越大，反之亦然。 （5）磁通量變化率的分析與求解（略） 兩端連接阻值為990Ω的電加熱器。 流過電加熱器的電流是多少？ 問個問題：導(dǎo)體切割磁力線時的感應(yīng)電動勢如何計算？ 3、導(dǎo)線切割磁力線時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的例子：電路如圖所示。 閉路導(dǎo)體ab的一部分處于均勻磁場中。 磁感應(yīng)強度為B，ab的長度為L，磁力線以勻速v切割電磁感應(yīng)定律，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？ 問：當(dāng)導(dǎo)體運動方向與磁力線方向成夾角θ時，是否可以用上式計算感應(yīng)電動勢？ 圖中所示電路中，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于均勻磁場中。 導(dǎo)體棒在 v 處斜切磁力線。求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
【強調(diào)】在國際單位制中，上式中B、B的單位為特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s）、角度θ。 讓學(xué)生比較：公式 E=n 和 E=θ 之間的區(qū)別和聯(lián)系 練習(xí) 2：航天飛機在繞地球軌道飛行時，從中釋放出一顆衛(wèi)星。 衛(wèi)星和航天飛機保持相對靜止，兩者使用導(dǎo)電電纜連接。 這種分析：假設(shè)導(dǎo)體棒在Δ時間內(nèi)從原來的位置移動到a1b1。 此時線框面積的變化為ΔS = LvΔ 分析：速度v可以分解為兩個分量：垂直于磁場感應(yīng)線的分量v1=vsinθ和平行于磁感應(yīng)線的分量v2=vcosθ。 后者不切割磁力線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 前者切割磁力線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BLv1=θ (1) 研究對象不同：E=n 的研究對象是線圈電磁感應(yīng)定律，而 E=θ 的研究對象是線圈在磁場中運動的導(dǎo)體截面。 (2)物理意義不同：E=n，計算公式為Δ為瞬時感應(yīng)電動勢； E=θ為某一時刻的瞬時速度，則E也是該時刻的瞬時感應(yīng)電動勢； 這顆恒星被稱為系留衛(wèi)星，它可以用來進行各種科學(xué)實驗。 目前有一顆系留衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運行。 該衛(wèi)星位于航天飛機的正上方。 它與航天飛機的距離為20.5公里。 衛(wèi)星所在位置的地磁場在水平方向上由南向北。 如果航天飛機和衛(wèi)星以 運行，求電纜中的感應(yīng)電動勢。
4、反電動勢引導(dǎo)學(xué)生對教材進行討論。 在圖4.3-3中，電機線圈的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 這個電動勢是增強電源產(chǎn)生的電流，還是減弱電源的電流？ 它是幫助線圈旋轉(zhuǎn)還是阻礙線圈旋轉(zhuǎn)？ 教師總結(jié)評語。 電機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢削弱了電源的電流。 該電動勢稱為反電動勢。 反電動勢的作用是阻礙線圈的旋轉(zhuǎn)。 這樣，線圈為了保持原來的旋轉(zhuǎn)，就必須向電機提供電能，電能再轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。 討論：如果電機由于機械阻力過大而停止旋轉(zhuǎn)，會發(fā)生什么情況？ 此時應(yīng)采取什么措施呢？ 課堂小結(jié)：請將本節(jié)課的學(xué)習(xí)概括為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢。 得到的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中導(dǎo)體某一部分的電動勢。 整個回路的電動勢為零，回路中某一段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢也不一定為零。 (4) E=θ 本質(zhì)上是統(tǒng)一的。 前者是后者的特例。 但當(dāng)導(dǎo)體移動切割磁力線時，采用E=θ更為方便； 當(dāng)通過電路的磁通量發(fā)生變化時，用E=比較方便。 分析與解決：（略）學(xué)生討論后發(fā)表意見。 電機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢削弱了電源的電流并阻礙線圈的旋轉(zhuǎn)。 學(xué)生討論并發(fā)表意見。
當(dāng)電機停止旋轉(zhuǎn)時，沒有反電動勢。 線圈電阻一般很小，線圈中的電流就會很大，有可能燒毀電機。 此時應(yīng)立即切斷電源并進行檢查。 總結(jié)：通過本課的學(xué)習(xí)，我們知道了1.什么是感應(yīng)電動勢2.計算感應(yīng)電動勢大小的方法是用導(dǎo)線切割磁力線時利用法拉第電磁感應(yīng)定律：課堂教學(xué)設(shè)計最后一頁黑板設(shè)計 第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律 1、探討影響感應(yīng)電動勢大小的因素： 方法：控制變量法 結(jié)論：磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大。 2、法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。 公式：E= 3. 導(dǎo)線切割磁力線時的感應(yīng)電動勢 E=θ 4. 反電動勢運行設(shè)計 1. 下列關(guān)于感應(yīng)電動勢大小的說法中，正確的是（A.線圈中磁通量的變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢必然越大 B. 線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大 C.線圈放大器 磁感應(yīng)強度越強，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢必然越大 D、線圈內(nèi)磁通變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大 2、單匝矩形線圈以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)在均勻磁場中以勻速運動，且旋轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，如果線圈所包圍區(qū)域內(nèi)的磁通量隨時間變化如圖所示（A.線圈中的感應(yīng)電動勢） O 時刻最大 B. D 時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為零 C. D 時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大 D. D 時刻線圈中的感應(yīng)電動勢 平均感應(yīng)電動勢時間力為0.4V3。 金屬棒abc在均勻磁場中以勻速直線運動。 已知ab=bc=0.1，磁感應(yīng)強度B=2T，速度v=1.5且垂直于ab方向，如圖所示，a、b、c之間的電勢差：Uab =_____，Ubc=，Uac=。 課堂教學(xué)設(shè)計 課內(nèi)標準試題 兩個閉合電路，通過A電路的磁通量從O增加到通過B電路的磁通量從到增加。
那么兩個電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就無法確定。 2、如圖所示，單匝圓形線圈和單匝方形線圈采用相同規(guī)格的金屬線制成。 它們彼此絕緣。 兩個線圈所在的均勻磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，則圖A中兩個線圈中的感應(yīng)電流之比I如圖4所示。環(huán)的半徑之比a環(huán)和b環(huán)為21。兩個環(huán)由相同粗細和材質(zhì)的電線連接。 形成閉合回路，忽略連接兩環(huán)的電阻，且均勻磁場的磁感應(yīng)強度變化率恒定，則M、N兩點之間的電勢差為
