第一篇：法拉第電磁感應定律的物理教案

[要點導學]

1.這一節學習法拉第電磁感應定律,要學會感應電動勢大小的計算方法。這部分內容和楞次定律是本章的兩大重要內容,應該高度重視。

2.法拉第電磁感應定律告訴我們電路中產生感應電動勢的大小跟 成正比。若產生感應電動勢的電路是一個有n匝的線圈,且穿過每匝線圈的磁感量變化率都相同,則整個線圈產生的感應電動勢大小E=。

3.直導線在勻強磁場中做切割磁感線的運動時,如果運動方向與磁感線垂直,那么導線中感應電動勢的大小與、和 三者都成正比。用公式表示為E=。如果導線的運動方向與導線本身是垂直的,但與磁感線方向有一夾角,我們可以把速度分解為兩個分量,垂直于磁感線的分量v1=vsin,另一個平行于磁感線的分量不切割磁感線,對感應電動勢沒有貢獻。所以這種情況下的感應電動勢為E=Blvsin。

4.應該知道:用公式E=n/t計算的感應電動勢是平均電動勢,只有在電動勢不隨時間變化的情況下平均電動勢才等于瞬時電動勢。用公式E=Blv計算電動勢的時候,如果v是瞬時速度則電動勢是瞬時值;如果v是平均速度則電動勢是平均值。

5.公式E=n/t是計算感應電動勢的普適公式,公式E=Blv則是前式的一個特例。

6.關于電動機的反電動勢問題。

①電動機只有在轉動時才會出現反電動勢(線圈轉動切割磁感線產生感應電動勢);

②線圈轉動切割磁感線產生的感應電動勢方向與電動機的電源電動勢方向一定相反,所以稱為反電動勢;

③有了反電動勢電動機才可能把電能轉化為機械能,它輸出的機械能功率P=E反I;

④電動機工作時兩端電壓為U=E反+Ir(r是電動機線圈的電阻),電動機的總功率為P=UI,發熱功率為P熱=I2r,正常情況下E反Ir，電動機啟動時或者因負荷過大停止轉動,則I=U/r,線圈中電流就會很大,可能燒毀電動機線圈。

[范例精析]

例1法拉第電磁感應定律可以這樣表述:閉合電路中感應電動勢的大小()

A、跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比

B、跟穿過這一閉合電路的磁感應強度成正比

C、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比

D、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比

解析:E=/t,與t的比值就是磁通量的變化率。所以只有C正確。

拓展:這道高考題的命題意圖在于考查對法拉第電磁感應定律的正確理解。考生必須能夠正確理解磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率這三個不同的概念。

第二篇：法拉第電磁感應定律教案

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§ 4.3 法拉第電磁感應定律

編寫 薛介忠

【教學目標】 知識與技能

● 知道什么叫感應電動勢

● 知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區別Φ、ΔΦ、??

?t● 理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式 ● 知道E=BLvsinθ如何推得 ● 會用E?n???t和E=BLvsinθ解決問題

過程與方法

● 通過推導到線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv，掌握運用理論知識探究問題的方法

情感態度與價值觀

● 從不同物理現象中抽象出個性與共性問題，培養學生對不同事物進行分析，找出共性與個性的辯證唯物主義思想

● 了解法拉第探索科學的方法，學習他的執著的科學探究精神 【重點難點】

重點：法拉第電磁感應定律

難點：平均電動勢與瞬時電動勢區別 【教學內容】 [導入新課]

在電磁感應現象中，產生感應電流的條件是什么？ 在電磁感應現象中，磁通量發生變化的方式有哪些情況？ 恒定電流中學過，電路中產生電流的條件是什么？

在電磁感應現象中，既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢。下面我們就來探討感應電動勢的大小決定因素。[新課教學] 一．感應電動勢

1．在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無電流？有無電動勢？

電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。2．電流大，電動勢一定大嗎？

電流的大小由電動勢和電阻共同決定，電阻一定的情況下，電流越大，表明電動勢越大。

3．圖b中，哪部分相當于a中的電源？螺線管相當于電源。4．圖b中，哪部分相當于a中電源內阻？螺線管自身的電阻。

在電磁感應現象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢。有感應電動勢是電磁感應現象的本質。

分析圖4.2-

1、4.2-

3、4.2-

6、4.2-7中的電源是哪一部分。二．電磁感應定律

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感應電動勢跟什么因素有關？結合第二節中的幾個演示實驗，提出三個問題供學生思考：

問題1：在實驗中，電流表指針偏轉原因是什么? 穿過電路的Φ變化?產生E感?產生I感.問題2：電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系? 由全電路歐姆定律知ER?rI=，當電路中的總電阻一定時，E感越大，I越大，指針偏轉越大。

問題3：在圖4.2-2中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同? 磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。

教師：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述，即單位時間內磁通量的變化量，用公式表示為???t???t。可以發現，越大，E

感

越大，即感應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：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝???t。這就是法拉第電磁感應定律。

（師生共同活動，推導法拉第電磁感應定律的表達式）

設t1時刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時間Δt=t2－t1內磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的變化率為

E=k

???t???t，感應電動勢為E，則

在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時間單位是秒（s），可以證明式中比例系數k=1，（同學們可以課下自己證明），則上式可寫成

E=

???t

設閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當于n個單匝線圈串聯而成，因此感應電動勢變為

E=n

???t

???t比較：磁通量Φ、磁通量的變化量△Φ、磁通量的變化率的意義

（1）磁通量Φ是穿過某一面積的磁感線的條數；磁通量的變化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量變化的多少，并不涉及這種變化所經歷的時間；磁通量的變化率??表示磁通量變化的快

?t慢。

（2）當磁通量很大時，磁通量的變化量△Φ可能很小。同理，當磁通量的變化量△Φ很大時，若經歷的時間很長，則磁通量的變化率也可能較小。（3）磁通量Φ和磁通量的變化量△Φ的單位是Wb，磁通量變化率的單位是Wb／s。（4）磁通量的變化量△Φ與電路中感應電動勢大小沒有必然關系，穿過電路的△Φ≠0是電路中存在感應電動勢的前提；而磁通量的變化率與感應電動勢的大小相聯系，大，電路中的感應電動勢越大，反之亦然。

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（5）磁通量的變化率??，是Φ-t圖象上某點切線的斜率。

?t三．導線切割磁感線時的感應電動勢

導體切割磁感線時，感應電動勢如何計算呢？如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢？

解析：設在Δt時間內導體棒由原來的位置運動到a1b1，這時線框面積的變化量為

ΔS=LvΔt

穿過閉合電路磁通量的變化量為

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

據法拉第電磁感應定律，得

E=

???t=BLv

問題：當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ，感應電動勢可用上面的公式計算嗎？

如圖所示電路，閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產生的感應電動勢。

解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應電動勢為

E=BLv1=BLvsinθ

［強調］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。比較：公式E=n???t與E=BLvsinθ的區別與聯系

???t???t（1）研究對象不同：E=n動的一段導體。（2）物理意義不同：E=n的研究對象是一個回路，而E=BLvsinθ研究對象是磁場中運

求得是Δt時間內的平均感應電動勢，當Δt→0時，則E為瞬時感應電動勢；而E=BLvsinθ，如果v是某時刻的瞬時速度，則E也是該時刻的瞬時感應電動勢；若v為平均速度，則E為平均感應電動勢。

??（3）E=n求得的電動勢是整個回路的感應電動勢，而不是回路中某部分導體的電動勢。?t整個回路的電動勢為零，其回路中某段導體的感應電動勢不一定為零。

??（4）E=BLvsinθ和E=n本質上是統一的。前者是后者的一種特殊情況。但是，當導體

?t做切割磁感線運動時，用E＝BLvsinθ求E比較方便；當穿過電路的磁通量發生變化，??用E=求E比較方便。

?t四．反電動勢

引導學生討論教材圖4.3-3中，電動機線圈的轉動會產生感應電動勢。這個電動勢是加強了電源產生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉動還是阻礙線圈的轉動？

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學生討論后發表見解。

教師總結點評。電動機轉動時產生的感應電動勢削弱了電源的電流，這個電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻礙線圈的轉動。這樣，線圈要維持原來的轉動就必須向電動機提供電能，電能轉化為其它形式的能。

討論：如果電動機因機械阻力過大而停止轉動，會發生什么情況？這時應采取什么措施？

學生討論，發表見解。電動機停止轉動，這時就沒有了反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會很大，電動機可能會燒毀。這時，應立即切斷電源，進行檢查。

若條件許可，盡可能演示p13“做一做”，進而得出：I=【典型例題】

【例1】如圖所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區域內存在勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導線ab，從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運動，求：

(1)t時刻角架的瞬時感應電動勢；(2)t時間內角架的平均感應電動勢？ 解：（1）E＝BLv＝Bv2tanθ·t(2)???tB?S?tB·?12vt·vt·tanθt?12Bvtanθ·t

2E?E反R?ER

E＝?【例2】有一面積為S＝100cm2的金屬環，電阻為R＝0.1Ω，環中磁場變化規律如圖所示，磁場方向垂直環面向里，則在t1－t2時間內通過金屬環的電荷量為________C．(10－2C)

【當堂反饋】

教材p13（1）、（4）【課堂小結】

1．法拉第電磁感應定律：E=n

???t

2．導線切割磁感線時的感應電動勢：E=BLvsinθ，當v⊥B時：E=BLv 3．電動機轉動時產生的感應電動阻礙線圈的轉動，I=【課后作業】

教材p13～14（2）（3）（5）（6）（7）

E?E反R?ER

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第三篇：《法拉第電磁感應定律》教學設計

《法拉第電磁感應定律》教學設計

課程背景:

“法拉第電磁感應定律”是電磁學的核心內容,從知識的發展來看,它既能與電場、磁場和恒定電流有緊密的聯系，又是學習交流電、電磁振蕩和電磁波的重要基礎。從能力的發展來看，它既能在與力、熱知識的綜合應用中培養綜合分析能力，又能全面體現能量守恒的觀點。因此，它既是教學的重點，又是教學的難點。

鑒于此部分知識較抽象，而我的學生的抽象思維能力較弱。所以在這節課的教學中，我注重體現新課程改革的要求，注意新舊知識的聯系，同時緊扣教材，通過實驗、類比、等效的手段和方法，來化難為簡，力求通過誘導、啟發，使同學們艱利用已掌握的舊知識，來理解所要學習的新概念，力求通過明顯的實驗現象誘發同學們真正的主動起來，從而活躍大腦，激發興趣，變被動記憶為主動認識。課程詳述： 教學目標：

1、知道感應電動勢的含義，能區分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率。

2、通過演示實驗，定性分析感應電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關系。培養學生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力。

3、通過法拉第電磁感應定律的建立，進一步定量揭示電與磁的關系，培養學生類比推理能力和通過觀察、實驗尋找物理規律的能力。

4、使學生明確電磁感應現象中的電路結構，通過對公式E=nΔφ/Δt的理解，引導學生推導出E=BLv，并學會初步的應用，提高推理能力和綜合分析能力。

5、通過介紹法拉第的生平事跡，使學生了解法拉第探索科學的方法和執著的科學研究精神，教育學生加強學習的毅力和恒心。教學重點：

法拉第電磁感應定律的建立。教學難點：

1、磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區別。

2、理解E=nΔφ/Δt是普遍意義的公式，計算結果是感應電動勢相對于Δt時間內的平均值，而E=BLv是特殊情況下的計算公式，計算結果是感應電動勢相對于速度v的瞬時值。教具：

1、演示用的電流表，螺線管，條形磁鐵（磁性強弱各一條），直流電源，滑動變阻器，導線若干。

2、多媒體大屏幕投影儀，自制的幻燈片。課前準備：

要求學生復習上節課的三個演示實驗，預習本節課的內容，通過復印資料閱讀《教案》中的參考資料《法拉第的劃時代發現》一文。教學設計：

本節課的教學過程在于要求學生掌握法拉第電磁感應定律中的各個物理量內涵，要求學生理解并能運用E=nΔφ/Δt和E=BLv這兩個公式。由于我的學生的分析能力與抽象思維能力較弱，因此我運用實驗教學的方法來進行教學。通過比較實驗裝置的差異，引導學生得出相同的原因，幫助學生理解感應電動勢的概念（如實驗一）；通過比較實驗中個別因素的差異而引起的變化，引導學生定性得出E與Δφ、Δt、Δφ/Δt的關系，從而為進一步學習法拉第電磁感應定律打下基礎（如實驗二、三、四）。在教學過程運用觀察、比較與設計的手段，充分調動學生這個主體，使他們有強烈的興趣去思考、去推理、去學習課程內容。1．感應電動勢：

將圖<1>，圖<2>用投影儀展示，并設問：圖中電鍵S均閉合，電路中是否都有電流？為什么？

演示實驗一：對照圖<1>安培表指針偏轉；對照圖<2>電流計指針不動，但當條形磁鐵位置變動時，電流計指針偏轉，表明回路中有電流。

啟發學生回答：圖<1>中產生的電流是由電源提供的，圖<2>中產生的是感應電流。教師引導：由恒定電流的知識可知，閉合電路中有電流，電路中必有電源。對比圖<1>，圖<2>提問，圖<2>中的電源在哪里？用投影儀展示圖<3>，啟發學生回答：圖<2>中的線圈就相當于是電源，在磁鐵插入線圈的過程中產生了電動勢。教師總結：（用圖把電磁感應現象生的電動勢叫感動勢。

2．影響感應電動勢大小的因素：

演示實驗二：按圖<2>所示裝置將相同的磁鐵以不同的速度從同一位置插入線圈中，觀察并比較電流計指針的偏轉情況。

誘導學生觀察與思考：兩次插入過程穿過線圈的磁通量變化是否相同？電流計指針偏角是否相同？偏角大說明什么？原因是什么？

引導學生歸納：電流計的指針偏角大，說明產生的電流大，而電流大的原因是電路中產生的感應電動勢大。由于兩次穿過磁通量變化相同，穿過越快，時間越短，產生的感應電動勢越大，說明感應電動勢大小與發生磁通量變化所用的時間有關，且在磁通量變化相同的情況下，所需時間越短，產生的感應電動勢越大。

演示實驗三：按圖<2>所示裝置用兩個磁性強弱不同的條形磁鐵分別從同一位置以相同的速度插入線圈中，觀察并比較電流計指針的偏轉情況。

誘導思維：兩次插入過程中磁通量變化是否相同？所用時間是否相同？電流計指針偏角是否相同？偏轉角大說明什么？原因是什么？

引導學生歸納：兩種情況所用時間相同，但穿過線圈扔磁通量變化不同，電流表的偏轉角不同，而產生的感應電動勢大小不同。說明感應電動勢的大小還與磁通量的變化有關，即在相同的變化時間情況下，磁通量變化越大，產生的感應電動勢越大。

演示實驗四：按圖<4>所示裝置連接電路，將滑動變阻器的滑動頭以大小不同的速度從一側滑至另一側，觀察電流計指針的偏轉情況。（教師介紹實驗裝置）

<1>，圖<2>裝置進行演示說明）我們

中產應電誘導學生思維：兩次滑動過程中穿過線圈的磁通量的變化量是否相同？所用時間是否相同？電流表的指轉角是否相同？偏轉角大說明什么？其原因是什么？ 引導學生分析與歸納：

（1）快滑比慢滑在相同的時間里流過線圈L1的電流變化大，引起穿過線圈L2的磁通量變化大，即ΔΦ大；

（2）快滑比慢滑所用的時間短，即Δt小；（3）快滑與慢滑相大而所用時間短，即變化多；

（4）快滑與慢滑相

比，電流計指針的偏角不同，即產生的比，磁通量單位時間磁

變化通量感應電動勢不同，即在單位時間內磁通量變化越多，產生的感應電動勢越大。

以上現象的分析與歸納都應在教師的引導下，由學生主動的觀察實驗結果，分析實驗現象，歸納出有關的結論，切忌由教師講解。教師概括、歸納、總結學生的結論，使學生清晰思路。

通過以上三組實驗可知：當穿過線圈的磁通量變化量與時間之比越大，即單位時間內磁通量的變化越多，或者說磁通量的變化率越大時，線圈中產生的感應電動勢就越大。

3、法拉第電磁感應定律

內容：電路中產生的感應動勢大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。要求學生寫出表達式：E=kΔΦ/Δt

啟發學生運用學過的知識來處理比例系數k，使k=1（1v=1wb/s）這樣上式可寫成： E=ΔΦ/Δt

問題情景一：如圖<5>示。線圈L由導線繞制成n匝，當穿過L的磁通量變化率為ΔΦ/Δt時，則線圈L中產生的感應電動勢為多少？

啟發學生得出計算感應電動勢的普遍意義的公式E=nΔΦ/Δt。

問題情景二：如圖<6>示，把矩形單匝線圈abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場中，線框平面和磁感線垂直。設線圈可動部ab的長度為L，以速度v向右勻速平動，則線框中產生的感應電動勢為多少？

問題研究：（啟發學生推導）導體ab向右運動時，ab棒切割磁感線，同時穿過abcd面的磁通量增加，線框中必然要產生感應電動勢。設經過極短的時間Δt，導體ab運動的距離為vΔt，穿過線框abcd的磁通量的變化量為BLvΔt，線圈匝數n=1，代入公式：E=nΔΦ/Δt中，得到E=BLv。問題討論：

（a）圖<6>的電路中，哪部分導體相當于電源？與磁感線方向B有何關系？

（b）若導體運動方向與導體本身垂直，但與設v與B夾角為θ，又如何計算感應電動勢的大引導分析：（啟發同學們得出計算結論）將速

磁感方向不垂直，小呢？

度v沿垂直于磁ab導體的運動v感線方向的速度分量v1=vsinθ---在切割磁感線，產生感應電動勢，而平行于磁感線方向的分量v2=vcosθ---不切割磁感線，不產生感應電動勢。此時，導體產生的感應電動勢E=BLv1=BLvsinθ

以上結論都應當是教師啟發學生進行推導與演算，可請基礎好的、思維能力強的學生在黑板上演示推導過程與結論，切不可教師包辦。

課后補課的作業，旨在要求學生能在課后認真復習，挖掘課程內容的更深刻的意義，同時又可培養學習的興趣。

探究題：試討論法拉第電磁感應定律的計算公式E=nΔΦ/Δt和推導公式E=BLv各有什么特點？

復習題：請在探究題的基礎上，寫一篇關于本節課所學知識的小結。課后反思：

1、本課題內容應安排二課時，課后應視同學們的作業情況再安排一課時的整理與習題，力求使學生真正理解與掌握知識的內涵。

2、課程教學過程中，應做到通過學生自己的實驗觀察、探究知識的結構和內容，教師應起到引導、糾正學生的思路，同時創造實驗環境、大膽鼓勵學生進行思考、分析，從而理解教學內容。

3、實驗過程中，教學要求應清楚明確，應做到： 提示學生仔細觀察實驗現象，完整地分析實驗的現象。

提醒學生在實驗過程思考哪些因素保持不變，哪些因素發生變化，對實驗現象與結果有什么影響。

鼓勵學生大膽與分析和總結。教師實驗以前要考慮到實驗過程中的一些負面因素，盡可能減少負面影響。如實四中滑動變阻器滑動頭滑動時可能現象不明顯等。所以課前準備要充分。

4．教學過程中沒有強調

與E=BLvcosθ這兩個關系式 的適用范圍，而是布置了課后作業。我想這不但不會影響教學的完整性，反而能提高課后繼續探究的興趣。而且憑學生的數學能力和物理知識，完全能夠得出正確結論，從而能提高大多數學生的學習興趣。

5、本課程內容多，對學生實驗與分析能力和綜合素質要求高，可能有一部分同學不能很好地跟住教學進度。這在課后作業中也會有所反映。我應在課后要更好的關心這部份同學，同時應盡可能簡化教學過程但又不降低教學要求。

第四篇：法拉第電磁感應定律教學設計

法拉第電磁感應定律

蘭考縣第二高級中學 徐 杰

一、教材分析

法拉第電磁感應定律是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恒電流有緊密聯系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。它既是本章的教學重點，也是教學難點。

本節課的難點是對、、物理意義的理解，在難點的突破上，采用了類比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a類比起來，使學生更容易理解、、和E之間的聯系。

二、教學目標

（一）知識和能力目標

1．知道感應電動勢的概念，會區分Φ、ΔΦ、的物理意義。

2．理解法拉第電磁感應定律的內容和數學表達式，并能應用解答有關問題。

3．知道公式的推導過程及適用條件，并能應用解答有關問題。

4．通過學生對實驗的操作、觀察、分析，找出規律，培養學生的動手操作能力，觀察、分析、總結規律的能力。

（二）過程與方法目標

1．教師通過類比法引入感應電動勢，通過演示實驗，指導學生觀察分析，總結規律。

2．學生積極思考認真比較，理解感應電動勢的存在，通過觀察實驗現象的分析討論，總結影響感應電動勢大小的因素。

（三）情感、態度、價值觀目標

1．通過學生之間的討論、交流與協作探究，培養學生之間的團隊合作精神。

2．讓學生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學生學習物理的情感。

三、教學重點

法拉第電磁感應定律的建立過程以及對公式Ｅ＝理解。

四、教學難點、的對Φ、ΔΦ、五、教學準備

物理意義的理解。

準備實驗儀器：電流計、蹄形磁鐵、螺線管、鐵芯、學生電源、變阻器、開關、導線若干。（若為分組實驗，應準備若干組器材）

六、教學過程

（一）引入新課

教師和學生一起回顧第一節中的三個實驗。在這三個實驗中，閉合電路中都產生了感應電流，則電路中必須要有電源，電源提供了電動勢，從而產生電流。在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。那么感應電動勢的大小跟哪些因素有關呢？本節課我們就來共同研究這個問題。

（二）講授新課

1.感應電動勢

電源能夠產生電動勢，那么在電磁感應現象中，產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。

學生思考討論：如下圖所示的三個實驗中，分別是哪部分相當于電源？

圖1

圖2

圖3

圖1中電源是導體棒AB，圖2中電源是螺線管B，圖3中電源也是螺線管B。

學生思考討論：產生感應電流的閉合電路斷開，還有沒有感應電動勢？

引導學生：電路斷開就相當于接入一個阻值無窮大的電阻，電流為零，但是依然有電動勢。

教師總結：可見，感應電動勢才是電磁感應現象的本質，電磁感應現象重要的是看感應電動勢的有無。

下面我們就來共同研究感應電動勢的大小跟哪些因素有關。

學生探究活動：如何通過上圖所示的三個實驗來研究影響感應電動勢的大小因素呢？

引導學生：對于閉合電路電阻是一定的，可以通過電流表指針偏轉的角度大小來確定電路中感應電流的大小，從而確定感應電動勢的大小。如何改變電路中電流的大小？

學生設計的可能方案如下：

（1）．如圖1所示電路，通過改變導體棒做切割磁感線運動的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。

（2）．如圖2所示電路，通過改變條形磁鐵插入和拔出螺線管的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。

（3）．如圖3所示電路，通過改變滑動變阻器滑片移動的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。

安排學生分組實驗（為了節省時間，可將學生分為三大組，每一大組只做上述方案中的一個實驗，每一大組適當的分為幾個小組。做完實驗后由各組長上報實驗結果，然后由教師在提煉總結）。

結論：（1）．感應電動勢的大小，與導體棒切割磁感線的速度大小有關。速度越大，產生的感應電動勢越大。

（2）．感應電動勢的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關，速度越大，產生的感應電動勢越大。

（3）．感應電動勢的大小，與滑動變阻器滑片移動的速度大小有關。速度越大，產生的感應電動勢越大。

學生思考討論：認真分析三個實驗及其結論，找出共同的規律。

引導學生：產生感應電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發生變化。對于圖1所示實驗，磁場的磁感應強度不變，通過導體棒做切割磁感線的運動，改變了閉合電路的面積，從而改變穿過該電路的磁通量，從而產生了感應電動勢。導體棒運動越快，則回路面積變化也越快，使得磁通量的變化越快，而電流表指針偏轉角度越大，說明感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關。磁通量變化越快，感應電動勢越大。

讓學生自己分析另外兩個實驗，總結結論

共同規律：感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關。

磁通量的變化快慢如何表示呢？（從數學角度定量的表示）

設時刻t1時穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時刻t2時穿過閉合電路的磁通量為Φ2，則在時間Δt＝t2－t1內磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的變化快慢可以用單位時間內磁通量的變化量來表示，也叫磁通量的變化率。（對于Φ、ΔΦ、和E，學生很難理解它們之間的關系的，教師可將Φ、ΔΦ、、E和υ、Δυ、、a類比起來，學生較容易接受。）

2、法拉第電磁感應定律

（1）內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

（2）．表達式：Ｅ∝

寫成等式形式，乘上比例系數k

即Ｅ＝k

（3）．單位：E（V），Φ（Wb），t（s）

上式中的常數k等于多少呢？請同學們證明1V＝1Wb／s，則k＝1（提示學生注意證明1V＝1Wb／s，實際上是證明V＝Wb／s，在證明的過程中注意導出單位是如何定義的，要把對應的公式聯系起來，這個證明對學生來說，難度較大，教師可根據情況適當提示）。

k=1，則可把上表達式寫成。

學生思考討論：上面討論的是閉合電路由單匝線圈構成的，設閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同，那么整個線圈中的感應電動勢又如何表示？

n匝線圈可以看成是由n個單匝線圈串聯而成，因此整個線圈中的感應電動勢是單匝線圈的n倍，即E=n。

3.導體棒切割磁感線的感應電動勢

學生思考討論：如圖所示把矩形線框abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直。設線框可動部分ab的長度是Ｌ，以速度υ向右運動，產生的感應電動勢怎么表示？

圖4 圖5

在Δt時間內可動部分由原來的位置ab移到a1b1，這時線框的面積變化量，穿過閉合電路的磁通量的變化量，代入公式中，得到。

對于上式的成立有什么條件限制嗎？（引導學生分析所設的物理過程的特殊性）

上述物理過程所設磁場為勻強磁場，另外不難看出，磁感應強度方向、導體棒放置的方向和導體棒的運動方向是相互垂直的。所以其成立的條件是：⑴勻強磁場；⑵B、L、υ相互垂直。

學生思考討論：通常我們還會遇到如上圖5所示，導體棒垂直紙面放置，磁場豎直向下，導體棒運動方向與導體棒本身垂直，但與磁場方向有夾角θ。此時產生的感應電動勢又如何表示呢？

我們知道，只有在導體棒做切割磁感線運動時，才產生感應電動勢，若導體棒平行磁感線運動，則不能產生感應電動勢。所以可將其速度分解為垂直磁感線的分量υ1＝υsinθ和平行磁感線的分量υ2＝υcosθ，后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應電動勢為Ｅ＝BLυ1＝BLυsinθ。

可見，導體棒切割磁感線時產生的感應電動勢的大小，跟磁感應強度B、導線長度L、運動速度υ以及運動方向和磁感線方向的夾角θ的正弦sinθ成正比。

（三）課堂小結

通過本節課的學習，同學們要掌握計算感應電動勢大小的方法，理解公式和的意義。但是電流也是有方向的，電流的方向又如何確定呢？這將是下節課要學習的內

（四）布置作業 課后練習2、3、5

第五篇：法拉第電磁感應定律教學設計

《法拉第電磁感應定律》.教學設計

【教學目的】

1．理解電磁感應現象中感應電動勢的存在；

2．通過對實驗現象的觀察，分析、概括與感應電動勢的大小有關的因素，從而掌握法拉第電磁感應定律，并使學生體會在發現和認識物理規律中物理實驗的重要作用，培養學生的實驗操作能力；

3．通過本節課的學習，使學生領會從一般到特殊、從特殊到一般的推理方法。【教學重點】

法拉第電磁感應定律 【教學難點】

法拉第電磁感應定律 【教學器材】

演示用：大型示教萬用電表；原副線圈；學生電源開關；滑動變阻器； 學生用：靈敏電流計；線圈；條形磁鐵。【教學過程】

一、學生思考回答，引入課題

1．下圖所示兩種情況中，線圈中是否有感應電流？

2．根據穩恒電路知識──導體中要有電流，導體兩端存在電勢差，閉合回路中若有電流，必存在電源，思考：（A）圖中有電流產生，但看不到明顯的電源存在，你怎樣認為？讓學生充分地發表看法，可能有的學生認為一定存在電源，有的則認為不存在電源，因為看不到電池、學生電源。要引導學生從電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置分析（A）圖中ab棒在切割磁感線的過程中即實現了這一轉化功能，充當了回路中的電源。3．（A）圖中電路若在某處斷開，與（B）圖表現相同，但原因一樣嗎？不同。無論（A）圖中電路是否斷開，電源總是存在的。因此，有必要先來研究電源，而電動勢是描述電源將其他形式的能轉化為電能的本領的物理量。今天，我們就來研究電磁感應現象中產生的電動勢及其滿足的特殊規律，即法拉第電磁感應定律。

二、法拉第電磁感應定律

（一）感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢（板書）

1．學生體會：感應電動勢比感應電流更能反映電磁感應現象的本質特征。2．進一步提出問題并分析：感應電動勢的大小與哪些因素有關？

3．學生實驗探究：如果要設計一個實驗，你會怎樣設計？如果給定條形磁鐵、線圈、靈敏電流計三種儀器，你怎樣來完成實驗？讓學生充分活動，活動中遇到困難時，教師應給予以下提示性的問題：

（1）實驗中誰充當電源？（2）靈敏電流計的示數如何反映電動勢的大小？（3）如何做會改變電動勢的大小？（4）你怎樣表達電動勢的大小？

4．得出結論：插入快慢不同，單位時間磁通量變化量不同，即磁通量變化率不同，電動勢的大小不同。

5．演示實驗與驗證結論：

（1）演示實驗：如何改變感應電動勢的大小，實驗方案由學生分析，每小組兩人，一學生分析另一學生演示。

（2）驗證結論：副線圈插入、拔出的快慢，滑動頭移動快慢不同，都使磁通量變化快慢不同，產生的電動勢大小不同。磁通量變化快慢類比于速度變化快慢，用Δφ/Δt表示，電動勢大小與Δφ/Δt有關。

法拉第利用實驗，精確得出──

（二）法拉第電磁感應定律：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比

即：E∝Δφ/Δt（板書）E＝KΔφ/Δt（板書）

若E、Δφ、Δt均取國際單位，上式中K＝1（板書）由此得出：（板書）E＝Δφ/Δt 若閉合電路有n匝線圈，則E＝nΔφ/Δt（板書）學生練習：

把矩形線框abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直。線框可動部分ab的長度是L，以速度v向右運動，求線框中產生的感應電動勢E的大小。

解析：設在Δt時間內可動部分由ab運動至a′b′由法拉第電磁感應定律：E＝Δφ/Δt Δφ＝BΔS ΔS＝L·vΔt 由上述方程可以推出：E＝BLv 問題：

（1）線框中的哪一部分是電源？（ab棒）

（2）若不存在線框的固定部分，只有棒的上述運動，電源還存在嗎？（存在）由上述分析可以得出孤立導體棒在上述運動中所產生的感應電動勢的大小。推導1：B、L、v三者相互垂直，導體棒中所產生的感應電動勢E＝BLv（板書）若B、L、v中只有兩者相互垂直，v與B有一夾角θ，導體棒中感應電動勢的大小又是多大？ 學生活動：觀察導體棒的空間運動，畫出平面直觀圖，并做分析──

v1為有效切割速度v1＝vsinθ

推導2：二垂直（v與B的夾角為θ），導體棒中所產生的感應電動勢E＝BLvsinθ（板書）。學生練習：課本Ｐ198第（1）、（4）、（5）題。課堂小結：

（1）導體做切割磁感線運動時，感應電動勢由E＝BLvsinθ確定。（2）穿過電路的磁通量變化時，感應電動勢由法拉第電磁感應定律確定，即E＝nΔφ/Δt。（3）感應電流的大小由感應電動勢的大小和電路的總電阻決定，符合歐姆定律。【教學說明】 1．“法拉第電磁感應定律”是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恒電流緊密聯系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。它既是教學重點，也是教學難點。

2．本節課從能的轉化和守恒原理出發，從較深層次分析了電磁感應現象中存在電源，進而引出感應電動勢。

3．本節課采用以教師組織引導、學生自主探究的教學方式。在教學過程中盡量去體現學生是學習的主人，即突出學生的主體地位。