《第04节 法拉弟电磁感应定律》教学设计

高二物理选修法拉第电磁感应定律・・32教学目标

（一）知识与技能

1.知道什么叫感应电动势△

①LE=n----

2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别中、△

①、加

3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式

4.知道E=BLvsin0如何推得〃H-----

5.会用△，和E=BLvsin解决问题

（二）过程与方法通过推导到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

（三）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.了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神教具准备多媒体电脑、投影仪、投影片教学过程复习提问（课堂导入）（-）引入新课在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素出示本堂课教学目标

1.知道什么叫感应电动势l AOE=n-----

2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别中、△

①、加

3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式

4.知道E=BLvsin如何推得广△

①E=n----学生活动内容老师活动内容实验甲中，将条形磁铁、感应电动势快插入或拔出比慢插入或拔出I时，M大，I感大，E感大实验乙中，导体棒运动越快，后越大，I感会用加和E=BLvsin解决问题越大，E感越大实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器△

①a b的滑片时M大，I感大，在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？E感大电路断开，肯定无电流，但有电动势从上面的三个实验电动势大，电流一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源我们可以发现，加越图b中，哪部分相当于a中电源内阻？线圈自身的电阻大，E感越大，即感应在电磁感应现象中，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，即应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质

2、电磁感应定律感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考E8△，这就是法拉第电磁感应定律请用鼠标（师生共同活动，推水平推甚£R棒并观导法拉第电磁感应定察t表指针的港况律的表达式）设tl时刻穿过回路的磁通量为

①1,t2时刻穿过回路的磁通量为中2,在时间At=t2-tl丙内磁通量的变化量为实△

①二

①2-01,磁通量显示电蕨铁瑟场•的变拖显示感应磁场•动化率为加，感应电动显示电流方向•螺势为E,则线A

①管E=n在国际单位制中，电动势单位是伏（V）,磁通量单位是韦伯（Wb）,时间单位是实验现象分析❷验中，电流表指针偏转秒（s）,可以证明式中原因是什么？比例系数k=l,（同学问题2电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？们可以课下自己证问题3第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什明），则上式可写成么相同和不同？

①A穿过电路的

①变化=产生E感=产生I感.E=设闭合电路是一个n由全电路欧姆定律知I=R+〃，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转匝线圈，且穿过每匝线越大圈的磁通量变化率都磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同相同，这时相当于n教师磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变化量,个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为用公式表示为加从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢AD问题当导体的运动

3、导线切割磁感线时的感应电动势方向跟磁感线方向有导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，闭合一个夹角，感应电电路一部分导体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动势可用上面的公式匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？计算吗？解析:设在△t时间内导体棒由原来的位置运动到albl,这时中线框面积的变化量为X；；I X X~X X△△S=Lv tXX后义；；X穿过闭合电路磁通量的变化量为■；X义1X»b△0=B AS=BLvAt；X Xhi!X据法拉第电磁感应定律，得AOE=2=BLv如图所示电路，闭合电问题当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角0,感应电动势可用上面的公式计算路的一部分导体处于吗？匀强磁场中，导体棒［强调］在国际单位制中，上式中B、L、V的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米以V斜向切割磁感线，每秒（m/s）,指v与B的夹角求产生的感应电动势解析可以把速度V分解为两个分量垂直于磁感线的分量vl=vsin0和平行于磁感线的分量v2=vcos后者不切割磁感线，不产生感应电动势前者切割磁感线，产生的感应电动势为E=BLvl=BLvsin0讨论如果电动机因机

4、反电动势械阻力过大而停止转引导学生讨论教材图

4.3-3中，电动机线圈的转动会产生感应电动势这个电动势是加强动，会发生什么情况？了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？这时应采取什么措施？在身433中.电源在电动机战阕中产生的电波的方向以及

48.两个边受力的方向都已较标学生讨论，发表见解出.电动机停止转动，这现山的问题是.就照故四在3场中转动.线阳中我会产生感应时就没有了反电动势，电动势.感应电动毋加强了电源产生的电流.还走削必了它？是有线圈电阻一般都很小，利于线图的杵动.还是阳碍了线图的转动？线圈中电流会很大，学生讨论后发表见解用433电动机X动时.线・内是电动机可能会烧毁否也会产生悟应电动分？教师总结点评电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源这时，应立即切断电的电流，这个电动势称为反电动势反电动势的作用是阻碍线圈的转动这样，线圈要维源，进行检查持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能重点、难点化解（探求新知、质疑导学、课堂反馈）:系统归纳感应电动势为E

①AE=n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）,E=BLvl=BLvsin［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s）,指v与B的夹角练习巩固（课堂作业）［例1］如图所示，有一弯成0角的光滑金属导轨POQ,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从0点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少？解由于导轨的夹角为，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为L=stan=2at2tan据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at由题意知B、L、v三者互相垂直，有E=BLv=B2at2tan•at=2Ba2t3tan0即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E=2Ba2t3tan.【例2】2001年上海如图所示，固定于水平面上的金属框cdef,处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长1的正方形，棒电阻r,其余电阻不计，开始时磁感应强度为B1若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量k,同时保持棒静止，求棒中的感应电流2在上述情况中，棒始终保持静止，当t=tl时需加垂直于棒水平外力多大？X KX KXX KX XX3若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动，X KgK可使棒中不产生I感，则磁感应强度应怎样随时间变化？写出B与t的关系式XXXX X解析1据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为7E=2=kl2回路中的感应电流为E kl21=r r2当t=tl时，B=B0+ktl金属杆所受的安培力为比2kl3——/=+笈1F安二BI1=B0+ktl r据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为kl3F=F$=BO+ktl r3要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即B12=B11+vt解得BolB=/+7★巩固练习

1.法拉第电磁感应定律可以这样表述闭合电路中感应电动势的大小A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比答案c点评熟记法拉第电磁感应定律的内容

2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（）A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械功率D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量答案DE点评插到同样位置，磁通量变化量相同，但用时不同

3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（）A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动D•线圈绕任意一直径做变速转动答案CD点评判断磁通量是否变化

4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示作业布置课后作业学习小组课下做一做教材13页上“说一说”栏目中的小实验，思考并回答该栏目中的问题将“问题与练习”中的第

2、

3、

6、7题做在作业本上，思考并完成其他题目家庭作业课课练其它资料（除板书设计）:。