高中物理《法拉第电磁感应定律(2)》优质课教案、教学设计

第四节：法拉第电磁感应定律教案教学目标

1、知识与技能：

（1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。

（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Φ、ΔΦ、∆Φ

。

∆t （3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

（4）、知道E=BLv sinθ如何推得。

（5）、会用E =n ∆Φ

解决问题。∆t

2、过程与方法

（1）、经历实验，培养学生的观察能力和分析解决问题的能力。

（2）、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式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问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证思想。

（2）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。

教学重点、法拉第电磁感应定律。

教学难点、感应电流与感应电动势的产生条件的区别。

教学过程

一、复习提问：

1、根据上面的三幅图试回忆探究感应电流产生的实验，并回答在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

答：穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。

2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？

答：电路闭合，且这个电路中就一定有电源。

3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？

答：由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向

二、引入新课

1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？

答：既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了．

2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问

①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?

答：有，因磁通量有变化

②、有感应电流,是谁充当电源?

答：由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。

E

③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？

答：电路断开，肯定无电流，但有电动势。

3、产生感应电动势的条件是什么？

答：回路中的磁通量发生变化．

4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？

答：在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。（情感目标）

本节课我们就来一起探究感应电动势

三、进行新课

（一）、思考影响感应电动势大小的因素

（1）感应电动势大小跟什么因素有关？

（2）动画演示：

①将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。

②迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。

③迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管，分别记录表针的

最大摆幅；

（3）回答问题：

1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？

2、电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

3、在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？

引导学生分析实验，回答以上问题：穿过电路的Φ 变化⇒产生E 感⇒产生I 感.

由全电路欧姆定律知I=

E

R +r

，当电路中的总电阻一定时，E 感越大，I 越大，指针偏转越大。磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

可见，感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关.

把

∆Φ

定义为磁通量的变化率。

∆t

上面的实验，我们可用磁通量的变化率来解释：

实验中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，

∆Φ

大，I 感大，E 感大。

∆t

实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大,磁通量的变

r

G

化越慢电动势越小。

（二）、法拉第电磁感应定律

从上面的实验我们可以发现，

∆Φ

越大， E 感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的

∆t

变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正 比，即 E ∝

∆Φ

。这就是法拉第电磁感应定律。推导法拉第电磁感应定律的表达式: E =k

∆Φ 在

∆t

∆t

国际单位制中，电动势单位是伏（V ），磁通量单位是韦伯（Wb ），时间单位是秒（s ），可以 证明式中比例系数 k =1，则上式可写成 E =

∆Φ 设闭合电路是一个 N 匝线圈，且穿过每匝线圈

∆t

的磁通量变化率都相同，这时相当于 N 个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为 E =N

∆Φ ∆t

1. 内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比

2. 公式:E =N

∆Φ

∆t

3. 定律的理解:

⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别 Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt ⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比 ⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断

⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定： 当 ΔΦ＝Δ ＢＳ 则E ＝Δ ＢＳ／Δt 当 ΔΦ＝Ｂ

Δ Ｓ 则E ＝Ｂ Δ Ｓ／Δt 4、特例—— 导线切割磁感线时的感应电动势

用课件展示如图所示电路，闭合电路一部分导体

ab 处 于匀强 磁场中，磁感应强度为

B ，ab 的长度为 L ，以速度 v 匀速切 割磁感线，求产生的感应电动势？

解析：设在

Δt 时间内导体棒由原来的位置运动到 a 1b 1，这 时线框

面积的变化量为

ΔS =LvΔt 穿过闭合电路磁通量的变化量为 ΔΦ=BΔS =BLvΔt

据法拉第电磁感应定律，得 E =

∆Φ

∆t

这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式，需要理解

（1） B,L,V 两两垂直 （2） 导线的长度 L 应为有效长度 （3） 导线运动方向和磁感线平行时，E=0 （4） 速度 V 为平均值（瞬时值），E 就为平均值（瞬时值） 问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角

θ，感应电 动 势可用上面的公式计算吗？如图所示电路，闭合电路的一部分导体 处

于匀强磁场中，导体棒以 v 斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。

=BLv