法拉第电磁感应定律的物理教案

第一篇：法拉第电磁感应定律的物理教案

[要点导学]

1.这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。

2.法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟 成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小E=。

3.直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与、和 三者都成正比。用公式表示为E=。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为E=Blvsin。

4.应该知道:用公式E=n/t计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式E=Blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。

5.公式E=n/t是计算感应电动势的普适公式,公式E=Blv则是前式的一个特例。

6.关于电动机的反电动势问题。

①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);

②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;

③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率P=E反I;

④电动机工作时两端电压为U=E反+Ir(r是电动机线圈的电阻),电动机的总功率为P=UI,发热功率为P热=I2r,正常情况下E反Ir，电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则I=U/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。

[范例精析]

例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

解析:E=/t,与t的比值就是磁通量的变化率。所以只有C正确。

拓展:这道高考题的命题意图在于考查对法拉第电磁感应定律的正确理解。考生必须能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念。

第二篇：法拉第电磁感应定律教案

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§ 4.3 法拉第电磁感应定律

编写 薛介忠

【教学目标】 知识与技能

● 知道什么叫感应电动势

● 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● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E=BLvsinθ如何推得 ● 会用Ent和E=BLvsinθ解决问题

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

情感态度与价值观

● 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

● 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 【重点难点】

重点：法拉第电磁感应定律

难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课]

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，电路中产生电流的条件是什么？

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。[新课教学] 一．感应电动势

1．在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？

电路断开，肯定无电流，但有电动势。2．电流大，电动势一定大吗？

电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。

3．图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。4．图b中，哪部分相当于a中电源内阻？螺线管自身的电阻。

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。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

分析图4.2-

1、4.2-

3、4.2-

6、4.2-7中的电源是哪一部分。二．电磁感应定律

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感应电动势跟什么因素有关？结合第二节中的几个演示实验，提出三个问题供学生思考：

问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么? 穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.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? 由全电路欧姆定律知ERrI=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。

问题3：在图4.2-2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么相同和不同? 磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

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，用公式表示为tt。可以发现，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。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）

设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为

E=k

tt，感应电动势为E，则

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

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

t比较：磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ、磁通量的变化率的意义

（1）磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率表示磁通量变化的快

t慢。

（2）当磁通量很大时，磁通量的变化量△Φ可能很小。同理，当磁通量的变化量△Φ很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可能较小。（3）磁通量Φ和磁通量的变化量△Φ的单位是Wb，磁通量变化率的单位是Wb／s。（4）磁通量的变化量△Φ与电路中感应电动势大小没有必然关系，穿过电路的△Φ≠0是电路中存在感应电动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。

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（5）磁通量的变化率，是Φ-t图象上某点切线的斜率。

t三．导线切割磁感线时的感应电动势

导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？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a1b1，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=

t=BLv

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。

解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。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=BLv1=BLvsinθ

［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），θ指v与B的夹角。比较：公式E=nt与E=BLvsinθ的区别与联系

tt（1）研究对象不同：E=n动的一段导体。（2）物理意义不同：E=n的研究对象是一个回路，而E=BLvsinθ研究对象是磁场中运

求得是Δt时间内的平均感应电动势，当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势；而E=BLvsinθ，如果v是某时刻的瞬时速度，则E也是该时刻的瞬时感应电动势；若v为平均速度，则E为平均感应电动势。

（3）E=n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。t整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。

（4）E=BLvsinθ和E=n本质上是统一的。前者是后者的一种特殊情况。但是，当导体

t做切割磁感线运动时，用E＝BLvsinθ求E比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化，用E=求E比较方便。

t四．反电动势

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？

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学生讨论后发表见解。

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。

讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？

学生讨论，发表见解。电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。

若条件许可，尽可能演示p13“做一做”，进而得出：I=【典型例题】

【例1】如图所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从角顶c贴着角架以速度v向右匀速运动，求：

(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t时间内角架的平均感应电动势？ 解：（1）E＝BLv＝Bv2tanθ·t(2)tBStB·12vt·vt·tanθt12Bvtanθ·t

2EE反RER

E＝【例2】有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环的电荷量为________C．(10－2C)

【当堂反馈】

教材p13（1）、（4）【课堂小结】

1．法拉第电磁感应定律：E=n

t

2．导线切割磁感线时的感应电动势：E=BLvsinθ，当v⊥B时：E=BLv 3．电动机转动时产生的感应电动阻碍线圈的转动，I=【课后作业】

教材p13～14（2）（3）（5）（6）（7）

EE反RER

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第三篇：《法拉第电磁感应定律》教学设计

《法拉第电磁感应定律》教学设计

课程背景:

“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础。从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。

鉴于此部分知识较抽象，而我的学生的抽象思维能力较弱。所以在这节课的教学中，我注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简，力求通过诱导、启发，使同学们艰利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新概念，力求通过明显的实验现象诱发同学们真正的主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认识。课程详述： 教学目标：

1、知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。

2、通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力。

3、通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步定量揭示电与磁的关系，培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。

4、使学生明确电磁感应现象中的电路结构，通过对公式E=nΔφ/Δt的理解，引导学生推导出E=BLv，并学会初步的应用，提高推理能力和综合分析能力。

5、通过介绍法拉第的生平事迹，使学生了解法拉第探索科学的方法和执著的科学研究精神，教育学生加强学习的毅力和恒心。教学重点：

法拉第电磁感应定律的建立。教学难点：

1、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。

2、理解E=nΔφ/Δt是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于Δt时间内的平均值，而E=BLv是特殊情况下的计算公式，计算结果是感应电动势相对于速度v的瞬时值。教具：

1、演示用的电流表，螺线管，条形磁铁（磁性强弱各一条），直流电源，滑动变阻器，导线若干。

2、多媒体大屏幕投影仪，自制的幻灯片。课前准备：

要求学生复习上节课的三个演示实验，预习本节课的内容，通过复印资料阅读《教案》中的参考资料《法拉第的划时代发现》一文。教学设计：

本节课的教学过程在于要求学生掌握法拉第电磁感应定律中的各个物理量内涵，要求学生理解并能运用E=nΔφ/Δt和E=BLv这两个公式。由于我的学生的分析能力与抽象思维能力较弱，因此我运用实验教学的方法来进行教学。通过比较实验装置的差异，引导学生得出相同的原因，帮助学生理解感应电动势的概念（如实验一）；通过比较实验中个别因素的差异而引起的变化，引导学生定性得出E与Δφ、Δt、Δφ/Δt的关系，从而为进一步学习法拉第电磁感应定律打下基础（如实验二、三、四）。在教学过程运用观察、比较与设计的手段，充分调动学生这个主体，使他们有强烈的兴趣去思考、去推理、去学习课程内容。1．感应电动势：

将图<1>，图<2>用投影仪展示，并设问：图中电键S均闭合，电路中是否都有电流？为什么？

演示实验一：对照图<1>安培表指针偏转；对照图<2>电流计指针不动，但当条形磁铁位置变动时，电流计指针偏转，表明回路中有电流。

启发学生回答：图<1>中产生的电流是由电源提供的，图<2>中产生的是感应电流。教师引导：由恒定电流的知识可知，闭合电路中有电流，电路中必有电源。对比图<1>，图<2>提问，图<2>中的电源在哪里？用投影仪展示图<3>，启发学生回答：图<2>中的线圈就相当于是电源，在磁铁插入线圈的过程中产生了电动势。教师总结：（用图把电磁感应现象生的电动势叫感动势。

2．影响感应电动势大小的因素：

演示实验二：按图<2>所示装置将相同的磁铁以不同的速度从同一位置插入线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。

诱导学生观察与思考：两次插入过程穿过线圈的磁通量变化是否相同？电流计指针偏角是否相同？偏角大说明什么？原因是什么？

引导学生归纳：电流计的指针偏角大，说明产生的电流大，而电流大的原因是电路中产生的感应电动势大。由于两次穿过磁通量变化相同，穿过越快，时间越短，产生的感应电动势越大，说明感应电动势大小与发生磁通量变化所用的时间有关，且在磁通量变化相同的情况下，所需时间越短，产生的感应电动势越大。

演示实验三：按图<2>所示装置用两个磁性强弱不同的条形磁铁分别从同一位置以相同的速度插入线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。

诱导思维：两次插入过程中磁通量变化是否相同？所用时间是否相同？电流计指针偏角是否相同？偏转角大说明什么？原因是什么？

引导学生归纳：两种情况所用时间相同，但穿过线圈扔磁通量变化不同，电流表的偏转角不同，而产生的感应电动势大小不同。说明感应电动势的大小还与磁通量的变化有关，即在相同的变化时间情况下，磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。

演示实验四：按图<4>所示装置连接电路，将滑动变阻器的滑动头以大小不同的速度从一侧滑至另一侧，观察电流计指针的偏转情况。（教师介绍实验装置）

<1>，图<2>装置进行演示说明）我们

中产应电诱导学生思维：两次滑动过程中穿过线圈的磁通量的变化量是否相同？所用时间是否相同？电流表的指转角是否相同？偏转角大说明什么？其原因是什么？ 引导学生分析与归纳：

（1）快滑比慢滑在相同的时间里流过线圈L1的电流变化大，引起穿过线圈L2的磁通量变化大，即ΔΦ大；

（2）快滑比慢滑所用的时间短，即Δt小；（3）快滑与慢滑相大而所用时间短，即变化多；

（4）快滑与慢滑相

比，电流计指针的偏角不同，即产生的比，磁通量单位时间磁

变化通量感应电动势不同，即在单位时间内磁通量变化越多，产生的感应电动势越大。

以上现象的分析与归纳都应在教师的引导下，由学生主动的观察实验结果，分析实验现象，归纳出有关的结论，切忌由教师讲解。教师概括、归纳、总结学生的结论，使学生清晰思路。

通过以上三组实验可知：当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大，即单位时间内磁通量的变化越多，或者说磁通量的变化率越大时，线圈中产生的感应电动势就越大。

3、法拉第电磁感应定律

内容：电路中产生的感应动势大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。要求学生写出表达式：E=kΔΦ/Δt

启发学生运用学过的知识来处理比例系数k，使k=1（1v=1wb/s）这样上式可写成： E=ΔΦ/Δt

问题情景一：如图<5>示。线圈L由导线绕制成n匝，当穿过L的磁通量变化率为ΔΦ/Δt时，则线圈L中产生的感应电动势为多少？

启发学生得出计算感应电动势的普遍意义的公式E=nΔΦ/Δt。

问题情景二：如图<6>示，把矩形单匝线圈abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面和磁感线垂直。设线圈可动部ab的长度为L，以速度v向右匀速平动，则线框中产生的感应电动势为多少？

问题研究：（启发学生推导）导体ab向右运动时，ab棒切割磁感线，同时穿过abcd面的磁通量增加，线框中必然要产生感应电动势。设经过极短的时间Δt，导体ab运动的距离为vΔt，穿过线框abcd的磁通量的变化量为BLvΔt，线圈匝数n=1，代入公式：E=nΔΦ/Δt中，得到E=BLv。问题讨论：

（a）图<6>的电路中，哪部分导体相当于电源？与磁感线方向B有何关系？

（b）若导体运动方向与导体本身垂直，但与设v与B夹角为θ，又如何计算感应电动势的大引导分析：（启发同学们得出计算结论）将速

磁感方向不垂直，小呢？

度v沿垂直于磁ab导体的运动v感线方向的速度分量v1=vsinθ---在切割磁感线，产生感应电动势，而平行于磁感线方向的分量v2=vcosθ---不切割磁感线，不产生感应电动势。此时，导体产生的感应电动势E=BLv1=BLvsinθ

以上结论都应当是教师启发学生进行推导与演算，可请基础好的、思维能力强的学生在黑板上演示推导过程与结论，切不可教师包办。

课后补课的作业，旨在要求学生能在课后认真复习，挖掘课程内容的更深刻的意义，同时又可培养学习的兴趣。

探究题：试讨论法拉第电磁感应定律的计算公式E=nΔΦ/Δt和推导公式E=BLv各有什么特点？

复习题：请在探究题的基础上，写一篇关于本节课所学知识的小结。课后反思：

1、本课题内容应安排二课时，课后应视同学们的作业情况再安排一课时的整理与习题，力求使学生真正理解与掌握知识的内涵。

2、课程教学过程中，应做到通过学生自己的实验观察、探究知识的结构和内容，教师应起到引导、纠正学生的思路，同时创造实验环境、大胆鼓励学生进行思考、分析，从而理解教学内容。

3、实验过程中，教学要求应清楚明确，应做到： 提示学生仔细观察实验现象，完整地分析实验的现象。

提醒学生在实验过程思考哪些因素保持不变，哪些因素发生变化，对实验现象与结果有什么影响。

鼓励学生大胆与分析和总结。教师实验以前要考虑到实验过程中的一些负面因素，尽可能减少负面影响。如实四中滑动变阻器滑动头滑动时可能现象不明显等。所以课前准备要充分。

4．教学过程中没有强调

与E=BLvcosθ这两个关系式 的适用范围，而是布置了课后作业。我想这不但不会影响教学的完整性，反而能提高课后继续探究的兴趣。而且凭学生的数学能力和物理知识，完全能够得出正确结论，从而能提高大多数学生的学习兴趣。

5、本课程内容多，对学生实验与分析能力和综合素质要求高，可能有一部分同学不能很好地跟住教学进度。这在课后作业中也会有所反映。我应在课后要更好的关心这部份同学，同时应尽可能简化教学过程但又不降低教学要求。

第四篇：法拉第电磁感应定律教学设计

法拉第电磁感应定律

兰考县第二高级中学 徐 杰

一、教材分析

法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。

本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更容易理解、、和E之间的联系。

二、教学目标

（一）知识和能力目标

1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。

2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。

3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。

4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。

（二）过程与方法目标

1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。

2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。

（三）情感、态度、价值观目标

1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。

2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。

三、教学重点

法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝理解。

四、教学难点、的对Φ、ΔΦ、五、教学准备

物理意义的理解。

准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材）

六、教学过程

（一）引入新课

教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。

（二）讲授新课

1.感应电动势

电源能够产生电动势，那么在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。

学生思考讨论：如下图所示的三个实验中，分别是哪部分相当于电源？

图1

图2

图3

图1中电源是导体棒AB，图2中电源是螺线管B，图3中电源也是螺线管B。

学生思考讨论：产生感应电流的闭合电路断开，还有没有感应电动势？

引导学生：电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻，电流为零，但是依然有电动势。

教师总结：可见，感应电动势才是电磁感应现象的本质，电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。

下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。

学生探究活动：如何通过上图所示的三个实验来研究影响感应电动势的大小因素呢？

引导学生：对于闭合电路电阻是一定的，可以通过电流表指针偏转的角度大小来确定电路中感应电流的大小，从而确定感应电动势的大小。如何改变电路中电流的大小？

学生设计的可能方案如下：

（1）．如图1所示电路，通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。

（2）．如图2所示电路，通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。

（3）．如图3所示电路，通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。

安排学生分组实验（为了节省时间，可将学生分为三大组，每一大组只做上述方案中的一个实验，每一大组适当的分为几个小组。做完实验后由各组长上报实验结果，然后由教师在提炼总结）。

结论：（1）．感应电动势的大小，与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。

（2）．感应电动势的大小，与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关，速度越大，产生的感应电动势越大。

（3）．感应电动势的大小，与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。

学生思考讨论：认真分析三个实验及其结论，找出共同的规律。

引导学生：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。对于图1所示实验，磁场的磁感应强度不变，通过导体棒做切割磁感线的运动，改变了闭合电路的面积，从而改变穿过该电路的磁通量，从而产生了感应电动势。导体棒运动越快，则回路面积变化也越快，使得磁通量的变化越快，而电流表指针偏转角度越大，说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快，感应电动势越大。

让学生自己分析另外两个实验，总结结论

共同规律：感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。

磁通量的变化快慢如何表示呢？（从数学角度定量的表示）

设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1，时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量来表示，也叫磁通量的变化率。（对于Φ、ΔΦ、和E，学生很难理解它们之间的关系的，教师可将Φ、ΔΦ、、E和υ、Δυ、、a类比起来，学生较容易接受。）

2、法拉第电磁感应定律

（1）内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

（2）．表达式：Ｅ∝

写成等式形式，乘上比例系数k

即Ｅ＝k

（3）．单位：E（V），Φ（Wb），t（s）

上式中的常数k等于多少呢？请同学们证明1V＝1Wb／s，则k＝1（提示学生注意证明1V＝1Wb／s，实际上是证明V＝Wb／s，在证明的过程中注意导出单位是如何定义的，要把对应的公式联系起来，这个证明对学生来说，难度较大，教师可根据情况适当提示）。

k=1，则可把上表达式写成。

学生思考讨论：上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的，设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，那么整个线圈中的感应电动势又如何表示？

n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍，即E=n。

3.导体棒切割磁感线的感应电动势

学生思考讨论：如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是Ｌ，以速度υ向右运动，产生的感应电动势怎么表示？

图4 图5

在Δt时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1，这时线框的面积变化量，穿过闭合电路的磁通量的变化量，代入公式中，得到。

对于上式的成立有什么条件限制吗？（引导学生分析所设的物理过程的特殊性）

上述物理过程所设磁场为匀强磁场，另外不难看出，磁感应强度方向、导体棒放置的方向和导体棒的运动方向是相互垂直的。所以其成立的条件是：⑴匀强磁场；⑵B、L、υ相互垂直。

学生思考讨论：通常我们还会遇到如上图5所示，导体棒垂直纸面放置，磁场竖直向下，导体棒运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向有夹角θ。此时产生的感应电动势又如何表示呢？

我们知道，只有在导体棒做切割磁感线运动时，才产生感应电动势，若导体棒平行磁感线运动，则不能产生感应电动势。所以可将其速度分解为垂直磁感线的分量υ1＝υsinθ和平行磁感线的分量υ2＝υcosθ，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＝BLυ1＝BLυsinθ。

可见，导体棒切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度υ以及运动方向和磁感线方向的夹角θ的正弦sinθ成正比。

（三）课堂小结

通过本节课的学习，同学们要掌握计算感应电动势大小的方法，理解公式和的意义。但是电流也是有方向的，电流的方向又如何确定呢？这将是下节课要学习的内

（四）布置作业 课后练习2、3、5

第五篇：法拉第电磁感应定律教学设计

《法拉第电磁感应定律》.教学设计

【教学目的】

1．理解电磁感应现象中感应电动势的存在；

2．通过对实验现象的观察，分析、概括与感应电动势的大小有关的因素，从而掌握法拉第电磁感应定律，并使学生体会在发现和认识物理规律中物理实验的重要作用，培养学生的实验操作能力；

3．通过本节课的学习，使学生领会从一般到特殊、从特殊到一般的推理方法。【教学重点】

法拉第电磁感应定律 【教学难点】

法拉第电磁感应定律 【教学器材】

演示用：大型示教万用电表；原副线圈；学生电源开关；滑动变阻器； 学生用：灵敏电流计；线圈；条形磁铁。【教学过程】

一、学生思考回答，引入课题

1．下图所示两种情况中，线圈中是否有感应电流？

2．根据稳恒电路知识──导体中要有电流，导体两端存在电势差，闭合回路中若有电流，必存在电源，思考：（A）图中有电流产生，但看不到明显的电源存在，你怎样认为？让学生充分地发表看法，可能有的学生认为一定存在电源，有的则认为不存在电源，因为看不到电池、学生电源。要引导学生从电源是把其他形式的能转化为电能的装置分析（A）图中ab棒在切割磁感线的过程中即实现了这一转化功能，充当了回路中的电源。3．（A）图中电路若在某处断开，与（B）图表现相同，但原因一样吗？不同。无论（A）图中电路是否断开，电源总是存在的。因此，有必要先来研究电源，而电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能的本领的物理量。今天，我们就来研究电磁感应现象中产生的电动势及其满足的特殊规律，即法拉第电磁感应定律。

二、法拉第电磁感应定律

（一）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势（板书）

1．学生体会：感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质特征。2．进一步提出问题并分析：感应电动势的大小与哪些因素有关？

3．学生实验探究：如果要设计一个实验，你会怎样设计？如果给定条形磁铁、线圈、灵敏电流计三种仪器，你怎样来完成实验？让学生充分活动，活动中遇到困难时，教师应给予以下提示性的问题：

（1）实验中谁充当电源？（2）灵敏电流计的示数如何反映电动势的大小？（3）如何做会改变电动势的大小？（4）你怎样表达电动势的大小？

4．得出结论：插入快慢不同，单位时间磁通量变化量不同，即磁通量变化率不同，电动势的大小不同。

5．演示实验与验证结论：

（1）演示实验：如何改变感应电动势的大小，实验方案由学生分析，每小组两人，一学生分析另一学生演示。

（2）验证结论：副线圈插入、拔出的快慢，滑动头移动快慢不同，都使磁通量变化快慢不同，产生的电动势大小不同。磁通量变化快慢类比于速度变化快慢，用Δφ/Δt表示，电动势大小与Δφ/Δt有关。

法拉第利用实验，精确得出──

（二）法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比

即：E∝Δφ/Δt（板书）E＝KΔφ/Δt（板书）

若E、Δφ、Δt均取国际单位，上式中K＝1（板书）由此得出：（板书）E＝Δφ/Δt 若闭合电路有n匝线圈，则E＝nΔφ/Δt（板书）学生练习：

把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。线框可动部分ab的长度是L，以速度v向右运动，求线框中产生的感应电动势E的大小。

解析：设在Δt时间内可动部分由ab运动至a′b′由法拉第电磁感应定律：E＝Δφ/Δt Δφ＝BΔS ΔS＝L·vΔt 由上述方程可以推出：E＝BLv 问题：

（1）线框中的哪一部分是电源？（ab棒）

（2）若不存在线框的固定部分，只有棒的上述运动，电源还存在吗？（存在）由上述分析可以得出孤立导体棒在上述运动中所产生的感应电动势的大小。推导1：B、L、v三者相互垂直，导体棒中所产生的感应电动势E＝BLv（板书）若B、L、v中只有两者相互垂直，v与B有一夹角θ，导体棒中感应电动势的大小又是多大？ 学生活动：观察导体棒的空间运动，画出平面直观图，并做分析──

v1为有效切割速度v1＝vsinθ

推导2：二垂直（v与B的夹角为θ），导体棒中所产生的感应电动势E＝BLvsinθ（板书）。学生练习：课本Ｐ198第（1）、（4）、（5）题。课堂小结：

（1）导体做切割磁感线运动时，感应电动势由E＝BLvsinθ确定。（2）穿过电路的磁通量变化时，感应电动势由法拉第电磁感应定律确定，即E＝nΔφ/Δt。（3）感应电流的大小由感应电动势的大小和电路的总电阻决定，符合欧姆定律。【教学说明】 1．“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是教学重点，也是教学难点。

2．本节课从能的转化和守恒原理出发，从较深层次分析了电磁感应现象中存在电源，进而引出感应电动势。

3．本节课采用以教师组织引导、学生自主探究的教学方式。在教学过程中尽量去体现学生是学习的主人，即突出学生的主体地位。