人教版高中物理选修32法拉第电磁感应定律教学课件

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法拉第电磁感觉定律讲课方案

一、先期解析

1、学习内容解析

《法拉第电磁感觉定律》选自“人民教育第一版社”高中物理新课程选修3-2

第一章《电磁感觉》第四节内容。该节主要研究“决定感觉电动势大小的要素”，

提出了感觉电动势的看法——在电磁感觉现象中产生的电动势叫做感觉电动势。

并指出了感觉电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即法拉第电

磁感觉定律。电磁感觉定律与前面的电场、恒定电流和磁场联系亲近，同时也是

后边交流电、电磁振荡和电磁波学习的基础，在本章拥有重要地位。

2、学习者解析

本节课的讲课对象为高中二年级学生，对于“变化量”和“变化率”已有一

定认识，且已学习了感觉电流产生条件和楞次定律，对电磁感觉有了必定的认识。

另一方面，该阶段的学生有必定的知识类比、迁徙能力以及主动研究问题的能力，

对于奇异风趣的实验装置，有较强的好奇心，对于未知的知识有较强的求知欲。

3、讲课重难点解析

要点：对感觉电动势看法的理解；法拉第电磁感觉定律的研究过程；

难点：理解磁通量变化率。

二、讲课目标

1、知识与技术

（1）能正确说出感觉电动势的看法,以及决定感觉电动势大小的要素；

（2）掌握磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能正确差别

Φ、ΔΦ、；t

（3）理解法拉第电磁感觉定律内容、数学表达式；

（4）会推导公式E=BLvcosθ；

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En（5）会用t解决问题，掌握研究技术与应用定律解决实诘问题的能

力。

2、过程与方法

（1）经过实验，在提高着手能力和研究能力的同时，发现和认识物理规律

物理实验的重要性；

（2）经过推导导线切割磁感线时的感觉电动势公式E=BLv，掌握运用理论

知识研究问题的方法；

（3）在解析反电动势的过程中，提高认真观察、认真思虑、辨析、思疑的

能力。

3、感神情度与价值观

（1）认识科学发现对社会文明进度的巨大推进作用，有将物理知识应用于

生活和生产实践的意识，勇于研究与平常生活相关的物理学识题。

（2）认识并意会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思虑与物理学相

关的热门问题，有可连续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可连续

发展做出贡献。

（3）在小组研究过程中扬长避短、合作交流。

三、讲课过程

1、发电地板，导入新课

播放上海“发电地板”相关新闻报导，向学生重申新闻中的“跟着人踩踏地

板的频率、力度发生发变化，广场的大屏幕上不时现实当前发电量和节能减排量”

这句话，指引学生依据以前所学的感觉电流相关知识猜想“发电地板”的发电原

理以及影响其发电功率的要素，但其实不宣告答案，留下悬念，点明解决这种问题

需要进行“法拉第电磁感觉定律”的学习，导入新课。

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2、类比实验，引入看法

请一位同学登台使用导线把干电池和灯泡连成回路，灯泡被点亮，再请他摇

动用线圈和磁铁做成的手摇发电机，把小灯泡点亮。此后向同学发问“这位同学

先使用干电池，后又用线圈和磁铁，都使灯泡亮了，那么这两个现象可以说明什

么呢？”此后将线圈、磁铁与电压表相连接，转着手轮，电压表指针偏转，再将

电池与电压表相连，电压表指针偏转，引领学生将二者进行类比，得出线圈和磁

铁在必定条件下可以相当于电池，产生电动势的结论，此后提出感觉电动势的概

念——电磁感觉产生的电动势叫做感觉电动势。

图1手摇发电机电压表装置实物图

再让同学依据以前学习的感觉电流产生的条件，猜想感觉电动势产生需要的条件，并比较感觉电动势产生的条件和感觉电流的不同样——只需穿过电路的磁通量发生变化，就可以产生感觉电动势，而产生感觉电流需要闭合电路。

3、比较实验，学习定律

请同学用不同样的速度摇着手摇发电机，观察电压计指针偏转的状况，发现摇

的速度越大，感觉电动势越大。再播放利用朗威研究磁铁运动快慢和感觉电动势

大小关系的视频，指引同学获得“感觉电动势的大小和磁通量变化的快慢是相关

的”的结论。

此后讲解磁通量的变化率的定义——磁通量的变化量与时间的比值叫t

做磁通量变化率，反应了磁通量变化的快慢，并与高一时所学的速度与加快度进

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行类比——速度变化的快慢叫做加快度，磁通量变化的快慢叫做磁通量的变化

率。速度的大小与加快度大小没有直接关系，磁通量的大小与磁通量的变化率也没有直接关系。

在学生认识了磁通量变化率的看法以及完成实验的基础上，表达法拉第等人

经过精良的实验获得“电路中感觉电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化

率成正比”这一结论，即法拉第电磁感觉定律，表达式为:Ek。在国际t

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），

此时式中比率系数k=1，则上式可写成E。设闭合电路是一个N匝线圈，t且穿过每匝线圈的磁通量变化率都同样，这时相当于N个单匝线圈串联而成，因此感觉电动势变成EN。t

讲解感觉电动势的不同样表达式由磁通量的的要素决定：

1）当ΔΦ＝ＢＳ则ε＝ＢＳ／t：

2）当ΔΦ＝ＢＳ则ε＝ＢＳ／t。

今后带领同学牢固判断感觉电流方向的方法，此后讲解判断感觉电动势方向

的方法：楞次定律、安培定章等，并举例说明在不同样的状态下，要利用不同样的方

法判断。

4、典型例题，推导公式

带领学生回顾已学过的知识——导线切割磁感线会产生感觉电流，此后让学

生依据法拉第电磁感觉定律，在下边的例题的基础上，推导导线切割磁感线时的

感觉电动势。（找一至两位同学到黑板上做题目。）

问题1：闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感觉强度为B，ab的

长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感觉电动势？

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解析：设在t时间内导体棒由本来的地点运动到a1b1，这时线框面积

的变化量为S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BS=BLvt

据法拉第电磁感觉定律，得EBLv

t

【注】（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为均匀值（瞬市价），E就为均匀值（瞬市价）

（5）感觉电动势方向的判断：右手定章。

θ

v

B

在学生掌握导线切割磁感线基础公式的基础上，假设导体的运动方向与磁感

线方向有一个夹角θ，让同学思虑感觉电动势能否还可以用上边的公式进行计

算，引领学生在此情境下进行推导新的公式。（此时可类比力与物体运动方向存

在夹角时，力所做的功的求法）

5、反电动势，牢固升华

请学生观看电动子转子处于四种状态的图片，并向同学发问电动机通电后线

圈的运动方向如何判断，带领同学一起利用左手定章判断线圈转动时安培力的方

向，再让同学利用右手定章判断线圈产生的感觉电动势对于原有的电流有什么影

响——感觉电动势的方向与线圈中电流的方向相反，会削弱电源供给的电流，然

后提出反电动势的看法。

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图2简单电动机工作原理图

反电动势对电动机工作有阻截作用，因为它电动机工作时会发生较大的损

耗，但是这个阻截作用会使得电动机的电流不会因为过大而烧毁线圈。假如没有

反电动势的存在，若电动机出现被卡住等故障，线圈中流过很大的电流，就会发

生危险。所以，它是拥有两面性的。此处可以指引学生多角度全面对待问题。

6、形成性讨论

【例题1】一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于以以以下图所示地点时，它的：

A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感觉电动势最大

B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感觉电动势最大

C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感觉电动势最大

D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感觉电动势最大

【例题2】2010年上海世博会某国家馆内，有一“发电”地板，利用游人走过此处，踩踏地板发电。其原由是地板下有一发电装置，如图l所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，紧固在与地板相连的塑料圆筒P

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上。磁的磁感沿半径方向均匀分布，2横截面俯。地板四角各接有一个度系数k的复位簧(中只画出此中的两个)。当地板上下来回运，便能。若假在1.5s内，因为踏，圈内的磁通量从B化3B,在接下来的1s内，圈内的磁通量又2B,画出地板生的感的大小随化的像。

【例3】一体棒l=40cm，在磁感度B=0.1T的匀磁中作切割磁感运，运的速度v=5.0m／s，若速度方向与磁感方向角β=30°，

（1）体棒中感的大小