2024-2025学年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律2教案新人教版选修3-2

PAGE1-第四节：法拉第电磁感应定律课题法拉第电磁感应定律教学目标1.能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小2.经验由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)推导E＝Blvsinθ的过程，加深学生对感应电动势物理本质的理解3.培育学生对不同事物进行分析，找出共性与特性的辩证唯物主义思想教学重点理解并能应用法拉第电磁感应定律教学难点E＝Blv与E＝eq\f(ΔΦ,Δt)的区分与联系项目及要求探究感应电动势的大小项目设置意图法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。前面几节是从感应电流的角度来相识电磁感应现象的，这节课以感应电流为引子，在此进一步深化到感应电动势来理解电磁感应现象，所以，在引课时通过一个例题引入，从而让学生相识到有电流就得有电动势，从而引入感应电动势的概念，然后采纳让学生自己动手做试验，思索探讨，老师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式E＝Blvsinθ，让学生自己依据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。教学过程（项目实施——沟通展示——评价激励）老师活动学生活动项目打算：阅读教材，完成填空。指导调控：1．a、b两图中若电路是闭合的，有没有电流？b图中有电流时哪部分相当于电源？2．线圈既然是电源，就肯定有电动势，同时线圈的电阻即为电源的内阻。图b中，若电路不闭合，当条形磁铁插入或拔出时,有无电流？有无电动势？

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改变，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。感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？3．请同学们对影响感应电动势大小的因素进行猜想。4．利用图b装置如何进行试验探究①如何比较感应电动势的大小？②如何限制磁通量改变量的大小和快慢？5．请同学们利用手中器材进行试验

6．请同学们沟通试验结果7．推导法拉第电磁感应定律表达式：①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内磁通量的改变量为多少？磁通量的改变率为多少？

感应电动势的表达式如何表示？②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③设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量改变率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为8．磁通量Φ、磁通量的改变量△Φ、磁通量的改变率eq\f(ΔΦ,Δt)有何不同？9.例题：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：①产生的感应电动势？

②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？

拓展提升：磁通量改变的快慢用磁通量的改变率来描述，即单位时间内磁通量的改变量，用公式表示为eq\f(ΔΦ,Δt)。可以发觉，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的改变率确定。

精确的试验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的改变率成正比，即E∝eq\f(ΔΦ,Δt)。这就是法拉第电磁感应定律。E=neq\f(ΔΦ,Δt)与E=BLvsinθ的区分与联系①探讨对象不同：E=neq\f(ΔΦ,Δt)的探讨对象是一个回路，而E=BLvsinθ探讨对象是磁场中运动的一段导体。

②物理意义不同：E=neq\f(ΔΦ,Δt)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，假如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。

③E=neq\f(ΔΦ,Δt)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。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肯定为零。④E=BLvsinθ和E=neq\f(ΔΦ,Δt)本质上是统一的。前者是后者的一种特别状况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用E＝BLvsinθ求E比较便利；当穿过电路的磁通量发生改变，用E=eq\f(ΔΦ,Δt)求E比较便利。自主完成1．感应电动势在_______________中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．若电路闭合，电路中有感应电流；若电路不闭合，没有感应电流，但_______必定存在．2.法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的________________成正比，这就是法拉第电磁感应定律．若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈，则穿过每匝线圈的磁通量改变率都相同．(2)公式：单匝E＝_____，n匝E＝_______.3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)垂直切割：直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时，假如运动方向与磁感线垂直，那么导线中感应电动势的大小与__________三者都成正比．用公式表示为E＝______.(2)非垂直切割：假如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θ，我们可以把速度分解为两个重量，垂直于磁感线的重量v1＝vsinθ，另一个平行于磁感线的重量不切割磁感线，对感应电动势没有贡献．所以这种状况下的感应电动势为E＝_________.小组合作探究一：电磁感应现象中产生感应电动势的本质1．a图中有电流。b图中条形磁铁插入或拔出时，有电流，线圈相当于电源。2．类比a、b两图回答：

无电流，有电动势。探究二：探究影响感应电动势大小的因素3．猜想：

①与磁通量改变的大小有关②与磁通量改变的快慢有关4．①答：用电流表代替电阻，在闭合电路电阻肯定时，由闭合电路欧姆定律可知，感应电动势越大，感应电流就越大，可用电流表示数表示感应电动势的大小。②答：当同一条形磁铁从线圈上某位置起先插入到另一位置，只要初、末位置相同，磁通量的改变量就相同。插入越快，磁通量改变就越快。5．两位或多位同学合作进行试验6．沟通试验结果：

磁通量的改变量相同，插入越快，电流表示数越大，感应电动势越大。说明：感应电动势的大小与磁通量的改变量的大小无关，与磁通量改变的快慢有关。结论：磁通量改变越快，感应电动势越大。探究三：法拉第电磁感应定律表达式7.推导：①在时间Δt=t2－t1内磁通量的改变量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的改变率为eq\f(ΔΦ,Δt)，感应电动势为E，则

E=keq\f(ΔΦ,Δt)②E=eq\f(ΔΦ,Δt)③E=neq\f(ΔΦ,Δt)8.①磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的改变量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量改变的多少，并不涉及这种改变所经验的时间；磁通量的改变率eq\f(ΔΦ,Δt)表示磁通量改变的快慢。

②当磁通量很大时，磁通量的改变量△Φ可能很小。同理，当磁通量的改变量△Φ很大时，若经验的时间很长，则磁通量的改变率也可能较小。

③磁通量Φ和磁通量的改变量△Φ的单位是Wb，磁通量改变率的单位是Wb／s。

④磁通量的改变量△Φ与电路中感应电动势大小没有必定关系，穿过电路的△Φ≠0是电路中存在感应电动势的前提；而磁通量的改变率与感应电动势的大小相联系，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。

⑤磁通量的改变率eq\f(ΔΦ,Δt)，是Φ-t图象上某点切线的斜率。探究四：导线切割磁感线时的感应电动势9.①解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的改变量为ΔS=LvΔt

穿过闭合电路磁通量的改变量为

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

据法拉第电磁感应定律，得

E=eq\f(ΔΦ,Δt)=BLv

②解析：可以把速度v分解为两个重量：垂直于磁感线的重量v1=vsinθ和平行于磁感线的重量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

交流展示1.只要穿过电路的磁通量发生改变，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。2.感应电动势的大小与磁通量的改变量的大小无关，与磁通量改变的快慢有关。3.法拉第电磁感应定律表达式E=eq\f(ΔΦ,Δt)E=neq\f(ΔΦ,Δt)导线切割磁感线时的感应电动势E=BLvsinθ巩固练习1.如图所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小改变状况应是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判定作业布置教材“问题与练习”1至3题完成试验纸上的内容板书设计课题第四节：法拉第电磁感应定律项目：探究感应电动势的大小一、探究影响感应电动势大小的因素：

方法：限制变量法

结论：磁通量改变越快，感应电动势越大

二、法拉第电磁感应定律

内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的改变率成正比。

公式：E=eq\f(ΔΦ,Δt)对n匝线圈E=neq\f(ΔΦ,Δt)三、导线切割磁感线时的感应电动势

E=BLvsinθ

教学反思鉴于学生对法拉第电磁感应定律的深刻理解和娴熟驾