教学设计模式
第四章电磁感应
法拉第电磁感应定律
主备教师：李世仙
一、内容及其解析：
本节课要学的内容法拉第电磁感应定律指的是感应电动势大小的计算，其核心（或关键）是En是要正确理解什么是磁通量的变化率。
二、目标及其解析
（1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
（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Φ、ΔΦ、
tt, 理解它关键就
。
（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。
（5）、会用En解决问题。
t
三、问题诊断分析的一般模式
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是如何运用Ent解决实际问题，产生这一问题是学生没有正确理解“变化量”与“变化率”。
四、教学支持条件分析
在本节课的教学中，准备使用多媒体课件。
五、教学过程设计的一般模式
一、学习目标
（1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
（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Φ、ΔΦ、（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。
（5）、会用Entt。
解决问题。
（6）、经历探究实验，培养动手能力和探究能力。
（7）、通过推导导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
二、问题与例题
问题一：探究影响感应电动势大小的因素
结论:电动势的大小与磁通量的变化
有关，磁通量的变化越
电动势越大,磁通量的变化越
电动势越小。
例题：下列说法正确的是（
）
A、线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B、线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C、线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D、线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大
问题二：法拉第电磁感应定律
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比 2.公式 Ent
3.定律的理解: ⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt ⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成 ⑶感应电动势的方向由 来判断 例题一：一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
问题三：导线切割磁感线时的感应电动势
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
EBlv
需要理解
（1）B,L,V两两
（2）导线的长度L应为
长度
（3）导线运动方向和磁感线平行时，E=
（4）速度V为平均值（瞬时值），E就为
（
）
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？
例题：如图所示，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。
反电动势：电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱了电源电流, 阻碍线圈的转动.正因为反电动势的存在,所以对电动机,欧姆定律不成立。
三、目标检测
1、一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 ，磁通量的变化率是 ，线圈中感应电动势的大小是 。
2、一导体棒长为40cm，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为5m/s，棒在运动中能产生的最大感应电动势为 。
四、配餐作业
A组题：
1、关于某一闭合电路中感应电动势的大小E，下列说法中正确的是 （ ）
A、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比
B、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比
C、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比
D、E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比
2、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）
A、导体相对磁场运动，一定会产生电流
B、导体切割磁感线，一定会产生电流
C、闭合电路切割磁感线就会产生电流
D、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势
B组题：
1、图4-4-1中abcd是一个固定的U形金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行导体杆，它可在框架上自由滑动（摩擦可忽略）。它的电阻为R，现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。已知当以恒力F向右拉导体杆ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度。
2、如图4-4-2所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：
（1）线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。
（2）线圈在1s末时的感应电动势大小。
3、矩形线圈abcd，长ab=20cm ,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R= 50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B随时间的变化规律如图4-4-3所示，求：
（1）线圈回路的感应电动势。
（2）在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。
4、如图4-4-4所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω
的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求开关S闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线圈的反电动势E反。
C组题：
1、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。
求:（1）线圈转过1/4周的过程的感应电动势 (2) 线圈转过1/4周时的感应电动势 （3）转过半周、一周的感应电动势
2、如图，放置在水平面内的平行金属框架宽为L＝0.4m，金属棒ab置于框架上，并与两框架垂直.整个框架位于竖直向下、磁感强度B＝0.5T的匀强磁场中，电阻R＝0.09Ω，ab电阻为r＝0.01Ω，阻力忽略不计，当ab在水平向右的恒力F作用下以v2.5m/s的速度向右匀速运动时，求：
(1)画出等效电路图，标明a、b哪点电势高.(2)求回路中的感应电流.(3)电阻R上消耗的电功率.(4)恒力F做功的功率.
六、本课小结
法拉第电磁感应定律
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比 2.公式 Ent
3.定律的理解: 导线切割磁感线时的感应电动势
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
EBlv
《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，图用投影仪展示，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：对照图安培表指针偏转；
对照图电流计指针不动，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：图中产生的电流是由电源提供的，图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，图提问，图中的电源在哪里？用投影仪展示图，启发学生回答：图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）
，图装置进行演示说明）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。
《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。
“法拉第电磁感应定律”教学设计
“法拉第电磁感应定律”--内蒙古呼和浩特市第十四中学 王文梅【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。
．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＝Δφ/Δt（板书）
若E、Δφ、Δt均取国际单位，上式中＝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abd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：本Ｐ198第（1）、（4）、（）题。
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。
法拉第电磁感应定律
西安市田家炳中学 简波
一、教材依据：
人教版（必修加选修）第二册，十六章，第二节、《法拉第电磁感应定律》
二、设计思想：
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。
在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。
本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教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＝BLυsinθ，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。
ΔΦ物理意义的理解，在难点的突破上，采用了类比的ΔtΔΦΔυ方法。把Φ、ΔΦ、E和υ、Δυ、a类比起来，使学生更容易理解Φ、
ΔtΔtΔΦΔΦ、和E之间的联系。
Δt本节课的难点是对Φ、ΔΦ、
三、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、
ΔΦ的物理意义。
Δt２．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Ｅ＝BLυsinθ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。
四、教学重点：
法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝
ΔΦ、Ｅ＝BLυsinθ的理解。
Δt
五、教学难点：
对Φ、ΔΦ、ΔΦ物理意义的理解。
Δt
六、教学准备：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）
七、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
一、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，每一大组适当的在分为几个小组。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
ΔΦΔΦ来表示，也叫磁通量的变化率。（对于Φ、ΔΦ、和E，学ΔtΔtΔΦΔυ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
ΔtΔt间内磁通量的变化量起来，学生较容易接受。）
二、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∝ΔΦ ΔtΔΦ Δt
写成等式形式，乘上比例系数k
即Ｅ＝k３．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E=
ΔΦ。
Δt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=nΔΦ。
Δt
三、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ΔS＝LυΔt，穿过闭合电路的磁通量的变化量ΔΦ＝BΔS＝ＢLυΔt，代入公式Ｅ＝
ΔΦ中，得到 ΔtＥ＝BLυ
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E=
ΔΦ和ΔtE=BLυsinθ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容。
八、教学反思：
１．本节内容较多，可适当安排为两节课时。
２．有条件的学校，可将本节的演示实验调整为学生分组实验。
３．本节内容学习完后，可安排一节习题课，主要针对Ｅ＝n应用。注意Ｅ＝n
ΔΦ、Ｅ＝BLυsinθ的ΔtΔΦ一般多用于计算平均感应电动势，而Ｅ＝BLυsinθ多用于计算瞬时ΔtΔΦ感应电动势。另外要搞清Φ、ΔΦ、以及Ｅ之间的关系。
Δt４．本节课教学设计内容充实，在实验操作能力分析归纳能力层面上对学生要求较高，课堂中学生出现的不确定因素也较多，要求教师要有较高的驾御课堂能力。
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
《法拉第电磁感应定律》教学设计
陕西省西安市田家炳中学 简波
一、设计思想
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。
在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。
本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教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。对于公式据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。
，让学生自己根
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
＊ 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。）
＊ 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E=。
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。
＊ 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容。
电磁铁教学设计
牛顿第一定律教学设计
磁现象和磁场教学设计
乘法运算定律教学设计（共12篇）
楞次定律教学设计