4.4《法拉第电磁感应定律》电子教案

4.4法拉第电磁感应定律

【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、t

∆∆Φ

。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。

（5）会用t

n E ∆∆Φ

=解决问题。

2、过程与方法

（1）经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。

（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唯物主义思想。

（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。 【教学方法】实验法、归纳法、类比法 【教具准备】

多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。 【教学过程】 一、复习提问：

1、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。

a

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）、探究影响感应电动势大小的因素

（1）探究目的：感应电动势大小跟什么因素有关？（学生猜测） （2）探究要求：

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）、探究问题：

问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？

问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ （4）、探究过程

安排学生实验。（能力培养）

教师引导学生分析实验，（课件展示）回答以上问题 学生甲：穿过电路的Φ变化⇒产生E 感⇒产生I 感.

学生乙：由全电路欧姆定律知I =r R E

+，当电路中的总电阻一定时，E 感越大，I 越大，指针

偏转越大。

学生丙：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t

∆∆Φ定义为磁通量的变化率。 上面的实验，我们可用磁通量的变化率来解释：

学生甲：实验中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，

t

∆∆Φ

大，I 感大，E 感

大。

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，

t

∆∆Φ

越大，E 感

越大，即感应电动势的大小完全由磁通量

的变化率决定。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 ∝t ∆∆Φ

。这就是法拉第电磁感应定律。

（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）（课件展示）

E =k t

∆∆Φ

在国际单位制中，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，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成

E =t ∆∆Φ

设闭合电路是一个N 匝线圈，且穿过每匝线圈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 t ∆∆Φ

1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比

2.公式

3.定律的理解:

Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt

式由磁通量的的因素决定：

ΔΦ＝ΔＢＳcos θ则ε＝ΔＢ／Δt Ｓcos θ ΔΦ＝ＢΔＳcos θ则ε＝ＢΔＳ／Δtcos θ ΔΦ＝ＢＳΔ(cos θ)则ε＝ＢＳΔ（cos θ）／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？（课件展示） 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 =Lv Δt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

ΔΦ=B ΔS =BLv Δt

据法拉第电磁感应定律，得