法拉第电磁感应定律9篇

法拉第电磁感应定律9篇

法拉第电磁感应定律(1)

法拉第电磁感应定律(2)

《法拉第电磁感应定律》教案

　　一、教材分析
　　本节内容选自人教版物理选修3-2第四章第4节。本节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。它既是教学重点，也是教学难点。
　　知道了教材特点，我们再来了解一下学生特点。也就是我说课的第二部分：学情分析。
　　二、学情分析
　　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。已经具备了基本的实验操作能力，具有一定的自主学习、合作研究方面的能力。
　　基于以上的教材特点和学生特点，我制定了如下的教学目标，力图把传授知识、渗透学习方法以及培养兴趣和能力有机的融合在一起，达到最好的教学效果。
　　三、教学目标
　　【知识与技能】
　　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;理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。
　　【过程与方法】
　　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;
　　通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步揭示电与磁的关系，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。
　　【情感态度与价值观】
　　通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程，培养学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法。
　　基于这样的教学目标，要上好一堂课，还要明确分析教学的重难点。
　　四、教学重难点
　　【重点】
　　法拉第电磁感应定律的建立和理解。
　　【难点】
　　磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别;
　　理解是普遍意义的公式，而E=BLν是特殊情况下导线在切割磁感线情况下的计算公式。
　　说完了教学重难点，下面我将着重谈谈本堂课的教学过程。
　　五、教学过程
　　首先是导入环节：
　　在这个环节中，我将向学生展示图、图，并设问：图中电键S均闭合，电路中是否都有电流?为什么?
　　接下来，我会演示实验一：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。
　　【意图：这个问题我采用设问的方法，一方面让学生回顾前面学过的电磁感应现象，另一方面让学生带着问题去思考，提高学生的课堂代入感。】
　　学习影响感应电动势大小的因素时，我会采取让学生自己动手进行探究实验的方法。首先抛出问题：刚才的实验中，磁铁插入过程中，除了观察到电流的有无以外，你还观察到了电流大小有什么特点吗?电流大小能说明感应电动势大小吗?是什么因素在起影响作用呢?做几次试试看!
　　然后让学生进行探究实验：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同一个线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。实验完成后我将引导学生归纳：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。
　　接着继续让学生动手进行实验三，按图所示装置用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同一个线圈中，观察并比较电流计指针的偏转情况。完成后继续引导学生归纳：本次实验两种情况所用时间相同，但穿过线圈的磁通量变化不同，电流表的偏转角不同，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量有关，即在Δt相同的情况下，ΔΦ越大，产生的E越大。
　　最后第三个探究实验我将直接给出结果，实验的步骤、装置以及需要观察的现象将由学生自己课后独立完成并验证我所给出的结论：当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大，即磁通量的变化率越快时，线圈中产生的感应电动势就越大。
　　【意图：这是本堂课重点。我通过探究实验的方法让学生自己在实验中建立对法拉第电磁感应定律的理解，有助于加深学生的理解记忆，提高学生的学习兴趣，培养学生科学严谨的生活态度。同时也能够更好的将本节课的主要内容传授给学生，便于课堂的顺利开展。】
　　接下来搬出完整的法拉第电磁感应定律后，我将着重分析解释该定律表达式中各字母所代表的物理意义，强调磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。明确了三者的区别之后，本堂课的一大难点就解决了，接着我将用一道题目来推导出特殊情况下导线在切割磁感线情况下的计算公式E=BLν.
　　接下来在巩固提升环节，我将让学生完成以下练习：一个匝数为100、面积为10c²的线圈垂直放置在磁场中，在1s内穿过它的磁场从1T增加到9T.求线圈中的感应电动势。
　　【意图：这是对本节课内容的一个综合性练习，学生如果可以独立完成本题，说明本节课的课堂效果还是十分不错的，反之则需要在以后的学习中继续加深对本节课的学习理解。】
　　最后是小结作业环节，我将让学生讨论法拉第电磁感应定律的计算公式和推导公式E=BLν各有什么特点?
　　

法拉第电磁感应定律(3)

法拉第电磁感应定律

通信三班 付昕然

摘要：电磁感应是因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象。

关键词：法拉第、电磁感应、切割磁场线、电场、磁场

论文主体：

电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光 速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒介，具有能量和动量，是物质的一种存在形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。

时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用，并推动了电工技术的发展。

电磁波是电磁场的一种运动形态。然而，在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期转化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波，电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波，其衰减也越少 。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播的（电离层在离地面50～400公里之间）。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性变化，其强度与距离的平方成反比，波本身带有能量，任何位置之能量、功率与振幅的平方成正比，其速度等于光速（每秒30万公里）。光波也是电磁波，无线电波也有和光波同样的特性，如当它通过不同介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同、且量值最大的两点之间的距离，就是电磁波的波长λ。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率，无线电广播中用的单位是千赫，速度是c。根据λγ=c，求出λ=c/γ。

电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播即形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象取得的成果的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。

1887年德国物理学家赫兹 用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及r射线。

电磁感应是因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象。

电动势的方向（公式中的负号）由楞次定律提供。楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向，进而判断感应电动势的方向。“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。

传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。至于感应电动势时，改变的是自身的磁场，例如改变生成场的电流（就像变压器那样）。而至于动生电动势时，改变的是磁场中的整个或部份电路的运动，例如像在同极发电机中那样。

感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定；e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。

它最初是一条基于观察的实验定律。后来被正式化，其偏导数的限制版本，跟其他的电磁学定律一块被列麦克斯韦方程组的现代赫维赛德版本。

法拉第电磁感应定律是基于法拉第于1831年所作的实验。这个效应被约瑟·亨利于大约同时发现，但法拉第的发表时间较早。

1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为5 类：变化的电流 ，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。

电磁感应

后来，给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。

于1834年由波罗的海德国科学家海因里希·楞次发现的楞次定律，提供了感应电动势的方向，及生成感应电动势的电流方向。

法拉第电磁感应定律主要应用于发电机、电动机、变压器及电磁流量计。这里着重介绍一下法拉第电磁感应定律在发电机上的应用。由法拉第电磁感应定律因电路及磁场的相对运动所造成的电动势，是发电机背后的根本现象。当永久性磁铁相对于一导电体运动时（反之亦然），就会产生电动势。如果电线这时连着电负载的话，电流就会流动，并因此产生电能，把机械运动的能量转变成电能。例如，基于图四的鼓轮发电机。另一种实现这种构想的发电机就是法拉第碟片，简化版本见图八。注意使用图五的分析，或直接用洛伦兹力定律，都能得出使用实心导电碟片运作不变的这一结果。

在法拉第碟片这一例子中，碟片在与碟片垂直的均匀磁场中运动，导致一电流因洛伦兹力流到向外的轴臂里。明白机械运动是如何成为驱动电流的必需品，是很有趣的一件事。当生成的电流通过导电的边沿时，这电流会经由安培环路定理生成出一磁场（图八中标示为“Induced B”）。因此边沿成了抵抗转动的电磁铁（楞次定律一例）。在图的右边，经转动中轴臂返回的电流，通过右边沿到达底部的电刷。此一返回电流所感应的磁场会抵抗外加的磁场，它有减少通过电路那边通量的倾向，以此增加旋转带来的通量。因此在图的左边，经转动中轴臂返回的电流，通过左边沿到达底部的电刷。感应磁场会增加电路这边的通量，减少旋转带来的通量。所以，电路两边都生成出抵抗转动的电动势。尽管有反作用力，需要保持碟片转动的能量，正等于所产生的电能（加上由于摩擦、焦耳热及其他消耗所浪费的能量）。所有把机械能转化成电能的发电机都会有这种特性。

法拉第电磁感应定律(4)

1.5法拉第电磁感应定律的应用（一）

一．教材分析

本节是《电磁感应》一章的核心知识之一，与电路联系紧密，也是深化发电原理的基础。教材容量大，逻辑性强，方法性强。具体分析时思维维度多，能力要求高。本课有两个三级主题：“法拉第电机”、“电磁感应中的电路”。 法拉第电机是把理论与实践相结合，通过将电机模拟化、抽象化，引导学生观察，分析感应电动势产生的原因，将电机的感应电动势与导体切割磁感线相结合；电磁感应中的电路通过感应电流与感应电动势的关系，结合闭合电路进行对比，明确两者本质上的区别，通过讨论与交流，让学生找出等效电源、外电路、电流方向，进而引导学生建立等效电路，结合闭合电路的欧姆定律求解电流、电压、电功率等问题。

二．教学目标

1．知识与技能：

（1）理解法拉第电机的原理；

（2）掌握法拉第电机感应电动势的计算；

（3）理解电磁感应现象电路中的电源及外电路。

2．过程与方法：

（1）通过电磁感应中的电路的认识，在观察、分析、分类、归纳、转化、转换、综合等思维过程中，体会等效法的应用，加深学生对电磁感应内在规律的认识，凸现理论与应用的完美统一，培养严谨的物理思维习惯、方法。

（2）通过法拉第电机的探究，重结论，更重过程，明确探究的内涵，重温建立物理模型的方法。

3．情感态度与价值观：

（1）通过电磁感应的闭合电路的探究，分析物理知识的内在联系，发展对科学的好奇心和求知欲。

（2）通过实际问题的研究，引导学生理论联系实际，增强把理论用于实践的主动性和积极性。

三．重点和难点

（1）熟悉各种情况下感应电动势的表达

（2）能画出等效电路图，并能联系闭合电路解题

（3）形成学生的思维个性

四．学生基本情况分析：

学生对本节兴趣较浓，探知欲较旺，教师应及时激励，凸现物理应用性的同时培养学生思维的连贯性、系统性。物理选修生基础较好，有解惑冲动，教师要充分利用这一因素，加强引导，合理设置探究情境，营造静中有动的课堂氛围。这一节课老师要放开手脚，大干一场，但要抓住思维要点，突出重难点，做到深入浅出。

五．教学设计思路：

本节以加深巩固法拉第电磁感应定律为前提；以培养学生的分析、解决问题的能力为终极目标；理论联系实际，局部联系整体；让学生领略科技应用之广。本节课容量大，它要巩固前一节知识，更要为第六节：法拉第电磁感应定律的应用（二）作分工和铺垫。这一节学生的认知程度直接影响下一节课的教学效果。为此我深挖教材，紧紧围绕应用这一主题，我抓磁通量变化，抓电路结构，分类探究，归纳总结，突出物理方法，培养物理习惯，让学生独立地熟悉在不同情况下感应电动势的结论表达，这样学生既学到了知识，也初步领略出物理思维的严密性，逻辑性，更提高了能力。

六．教学用具准备：

电机、导线、小灯泡、三角板（尺子）、圆规、教材、多媒体平台、投影仪

七．教学过程设计：

1.引入课题---给出法拉第电机实物模型

先给出法拉第电机原理图和实物模型图，明确产生持续电流的内在根源，推导盘式和杆式情况之下感应电动势的表达。介绍部分生产、生活中常见的应用实例。

2.设置情境

教学时设置盘转式、杆转式电源；提供圆形、方形、扇形、三角形各式外电路；动生和感生示意；作业第五题设置有各种相对速度及内电路。分类设置情境，在B、L、V变化因素上下功夫，分解难点，突出重点。

3.主题教学

①、给出世界第一台发电机原理图后，让学生现场观察现象，结合原理示意图，联系法拉第电磁感应定律，并分析o、a两点电势高低，再结合实物图，示意图弄清起电原因。

②、结合电路图分清内电路、外电路，弄清电流方向。先从最简单的杆匀速直线切割磁感线情况开始，让学生交流讨论电路，建立基本的感应电路模型。

③、例题分析

例：把电阻为18Ω的均匀导线变成如图1-5-4所示的金属圆环，圆环直径D=0.80m，将圆环垂直于匀强磁场方向固定，磁场的磁感应强度为B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑行，速度方向与PQ垂直，滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻），当它通过圆环直径位置时，求：

⑴直导线产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向。

⑵此时圆环上发热手损耗的电功率。

由方形（图1-5-3）拓展到圆形电路（图1-5-4）结构，在得出相关的函数式后，用有效的B、L、V数值代入感应电动势的表达式中，然后利用右手定则判别出电流方向。这里师生要同步动手判断。在计算功率时我先要求学生根据图1-5-4自己画出常用的等效电路图，彻底搞清电路的结构，从而得出所问外电阻的发热功率。这里要条理分明，已知与所问要紧密结合，答题时强调各物理量务必交代到位。图1-5-6 是图1-5-4的基础上化对称为不对称电路，教学时强调学生独立作出等效图，注意知识与能力的迁移与升华，完全可以让学生在黑板上来现场解答。此时老师要巡察，个别学生单独指导。要针对讲台上同学的情况作具体的分析，作出等效图、分析疑难点到位、解题要规范化。

变式训练题：如果导体棒通过如图所示的A、B位置，环上AB弧所对的圆心角为60°，此时的等效电路图如何？求出此时电路中的感应电动势和导体棒的瞬时功率。

④、限于学生的基础和条件，实践和拓展拓展部分可暂时忽略。

⑤、课堂解答练习题1、2。第一题要凸现非电阻（电容）电路，要凸现仅B参量变化（无速度变化）的情景，拓宽学生眼界，感应形式由动生向感生小转移。第二题化例题中的数值计算为字母计算。突出了L参量变化的又一情景。总之，在探究完B、L、V三个参量独立变化的基础上，学生对法拉第电磁感应定律的认知又上一阶段。

4.主要涉及的物理函数式

E=n△Φ/△t、E=BLV、E=BL2W/2、P=U2/R、E=I（R+r）、

R外=R1R2/（R1+R2）、F=BIL、Q=UC、Φ=BS、V=WR

5.巩固提高

通过分类、对比、现场演练、讨论、示范交流、作业等一系列措施强化课堂效果，锤练思维品质，突出物理的应用特性。

6.分析杆切割磁感线的情况下相关电动势、电流、等效电路的关联问题，通过书上的例题，建立一套局部→整体→局部，磁→电，电→磁互相联系的解题思路。引导学生探究相关的功率问题，切实培养综合解题能力和解题速度。

7.布置作业

练习1、2题：随堂消化

4、5题：课外作业

通过第4题使学生了解并掌握转动和平动两种情况下的感应电动势表达。第5题给出了相对速度的情况。课堂教学和课外作业相互联系，相互补充。第1、2题有现场巩固，完善思维的作用。第4、5还有综合提升思维的效果

8.实例探究：

1. 如图，水平放置的导轨处于垂直于纸面向内的匀强磁场中，除电阻R外，其它电阻忽略不计。现给导体棒以水平向右的初速度使导体棒在光滑导轨上运动，经一段时间后，导体有可能达到向右匀速运动状态的有（　　）

　 A．图甲　　

B．图乙　　

C．图丙　　

D．都不可能达到匀速运动状态

2．如图所示，电阻为R，其它电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab与cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经一段时间后闭合S，则S闭合后（　　）

A．ef的加速度可能大于g 　　

B．ef的加速度一定小于g

　　C．ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同

　　D．ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒

3．如图所示，两光滑的金属导轨M、N水平放置处在竖直向上的匀强磁场中，搁在导轨上的两金属杆ab和cd垂直于轨，当ab杆沿导轨向右运动时，通过cd杆的电流方向是　　 　　　，cd杆将向　 　　运动。

4.如图4，水平放置的矩形金属框架，宽0.2米，上面放置一根不计电阻的直导线AB。框架电阻不计，R1＝2Ω，R2＝2Ω，B＝0.5T，当AB以10m/s速度向右匀速滑动时，试求：

（1） 通过R1、R2电流的大小和方向

（2） R1上消耗的电功率

5.如图5所示，两平行导轨竖直放置，上端用导线相连，金属棒ab两端与导轨相接触，并可保持水平地沿光滑导轨滑动，整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨和导线电阻，已知金属棒电阻为0.5Ω，质量为0.5Kg，ab长为25cm，B＝2T（g取10m/s2）,将金属棒由静止释放后，求：棒下滑的最大速度Vmax。

教学反思：

新课程重视探究式学习，学生如此，老师更要如此。本教学设计在实施中紧扣教材，在探究中锻炼学生思维，教程自然、流畅，学生思维表现沉稳有力。但是例题和作业可根据学生情况再适度加工、整形，以进一步突出重点知识。新课程重视探究式学习，学生如此，老师更要如此。本教学设计在实施中紧扣教材，在探究中锻炼学生思维，教程自然、流畅，学生思维表现沉稳有力。但是例题和作业可根据学生情况再适度加工、整形，以进一步突出重点知识。适度直接引导学生注意P20页上四个图的对比概括，力争图文并茂。

法拉第电磁感应定律(5)

1.有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。 25V

2.一个100匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。

若在前0.2s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.07Wb。在后0.2s内穿过它的磁通量从0.07Wb增加到0.09Wb。分别求线圈中的感应电动势。

3、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。

2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（　　）

A.线圈中0时刻感应电动势为0

B.线圈中0时刻感应电动势最大

C.线圈中D时刻感应电动势为0

D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动势

如图中画出的是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的[     ]

A．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 V
B．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大 
C．第1 s末线圈的瞬时电动势为零 
D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同

3、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时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？

例1　如图1所示，空间存在B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L＝0.2 m，电阻R＝0.3 Ω接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F＝0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：

图1

(1)导体棒所能达到的最大速度；

(1)导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动势：

E＝BLv①

I＝②

导体棒受到的安培力F安＝BIL③

棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律：

F－μmg－F安＝ma④

由①②③④得：F－μmg－＝ma⑤

由上式可以看出，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大．

此时有F－μmg－＝0⑥

可得：vm＝＝10 m/s⑦

例2　如图2甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．

图2

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；

(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；

(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．

解析　(1)如图所示，ab杆受重力mg，竖直向下；支持力FN，垂直于斜面向上；安培力F安．

(2)当ab杆的速度大小为v时，感应电动势E＝BLv，此时

电路中的电流I＝＝

ab杆受到安培力F安＝BIL＝

根据牛顿第二定律，有

ma＝mgsin θ－F安＝mgsin θ－

a＝gsin θ－.

(3)当a＝0时，ab杆有最大速度：vm＝.

答案　(1)见解析图

(2)　gsin θ－　(3)

例3　

图3

如图3所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4 Ω，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4 s时，突然闭合开关S，则：

(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况；

(2)导体ab匀速下落的速度是多少？(g取10 m/s2)

解析　(1)闭合S之前导体自由下落的末速度为：

v0＝gt＝4 m/s.

S闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab立即受到一个竖直向上的安培力．

F安＝BIL＝＝0.016 N＞mg＝0.002 N.

此刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为

a＝＝－g，所以ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动．当速度减小至F安＝mg时，ab做竖直向下的匀速运动．

(2)设匀速下落的速度为vm，

此时F安＝mg，即＝mg，vm＝＝0.5 m/s.

答案　(1)先做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动，后做匀速运动

(2)0.5 m/s

例7如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R＝0.2Ω，不计摩擦阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。

如图所示平行金属导轨间距导轨平面与水平面夹角方向垂直导轨平面向上的匀强磁场磁感应强度质量的金属棒垂直两导轨放置。其电阻与导轨间的动摩擦因数两导轨的上端与的电阻连接导轨电阻不计，求：

棒沿轨道向下运动在速度为时，棒的加速度为多大

棒沿轨道下滑的最大速度为多大

棒的速度为时产生的感应电动势为；

感应电流为

所受的安培力为

根据牛顿第二定律得：

解得

(2)金属棒匀速运动时速度最大设最大速度为，此时，由上式得：

解得

答：

棒沿轨道向下运动在速度为时棒的加速度为

棒沿轨道下滑的最大速度为

如图，在竖直平面内有金属框，的匀强磁场垂直线框平面向外，线框电阻不计，框间距离为线框上有一个长的可滑动的金属杆，已知金属杆质量为，金属杆电阻，电阻，不计其他阻力，求金属杆匀速下落时的速度。

当棒匀速下落时速度最大且达到稳定状态，则有：

又感应电流，

且感应电动势

联立三式得：

答：金属杆匀速下落时的速度

2．如图7所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L＝0.50 m．轨道左端接一阻值R＝0.50 Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小为B＝0.40 T，方向竖直向下的匀强磁场中，质量m＝0.50 kg的导体棒ab垂直于轨道放置．在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力，若力F的大小保持不变，且F＝1.0 N，求：

图7

(1)导体棒能达到的最大速度大小vm；

(2)导体棒的速度v＝5.0 m/s时，导体棒的加速度大小．

答案　(1)12.5 m/s　(2)1.2 m/s2

解析　(1)导体棒达到最大速度vm时受力平衡，有F＝F安m，此时F安m＝，解得vm＝12.5 m/s.

(2)导体棒的速度v＝5.0 m/s时，感应电动势E＝BLv＝1.0 V，导体棒上通过的感应电流大小I＝＝2.0 A，导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.40 N，根据牛顿第二定律，有F－F安＝ma，解得a＝1.2 m/s2.

4．电磁感应中焦耳热的计算技巧

(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.

(2)感应电流变化，可用以下方法分析：

①利用动能定理，求出克服安培力做的功，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W安．

②利用能量守恒，即感应电流产生的焦耳热等于其他形式能量的减少，即Q＝ΔE其他．

例4　如图4所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，在这个过程中(　　)

图4

A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零

B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和

C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和

D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

解析　棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力F做正功、重力G做负功、安培力F安做负功．根据动能定理：W＝WF＋WG＋W安＝0，故A对，B错；恒力F与重力G的合力所做的功等于棒克服安培力做的功．而棒克服安培力做的功等于回路中电能(最终转化为焦耳热)的增加量，克服安培力做功与焦耳热不能重复考虑，故C错，D对．

答案　AD

9．如图9所示，长L1、宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直，求将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，

图9

(1)拉力的大小F；

(2)线圈中产生的电热Q.

答案　(1)　(2)

解析　(1)线圈出磁场时：F＝BIL2

I＝

E＝BL2v

解得F＝

(2)方法一：t＝

Q＝I2Rt

所以Q＝

方法二：Q＝W＝FL1＝

法拉第电磁感应定律(6)

课题：《3.2法拉第电磁感应定律》导学案

编写人： 徐伦伟 审核人：徐伦伟 使用时间：2013-11-11

班级： 组名： 姓名：

【学习目标】

1.知道什么是感应电动势。

2.了解什么是磁通量以及磁通量的变化率。

3.在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单问题。

4.通过实验培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。

【学习重点】

重点是对法拉第电磁感应定律的进一步理解和运用；

【学习难点】

法拉第电磁感应定律的综合运用．

【学习方法】

理解概念，掌握法拉第电磁感应定律，会简单应用

【知识链接】

【自主导学】

复习提问：1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？

这个电路中必须有 ，因为电流是由 引起的.

2：如果电路不是闭合的，电路中没有电流，电源的电动势是否还存在呢？

3、电磁感应现象中，闭合电路中出现了感应电流，那么有电动势存在么？

一、感应电动势

1、感应电动势：在 产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就是 。(如图中的导线ab)

【问题1】感应电动势和感应电流之间存在什么关系？

感应 是感应 存在的必要条件，

有 不一定有 （要看电路是否闭合），

有 一定有 。

2.几点说明：

⑴不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量 ，电路中就产生感应电动势，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。

⑵磁通量 是电磁感应的根本原因。若磁通量变化了，电路中就会产生感应电动势，再若电路又是 的，电路中将会有感应电流。

⑶产生感应电流只不过是一个现象，它表示电路中在输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备了随时输出电能的能力。

注意：

①电路闭合时有感应电动势，感应电流。

②电路断开时有感应电动势，但无感应电流。

二、法拉第电磁感应定律

1.探究：影响感应电动势大小的因素

观察实验一：

在电磁感应现象中产生的感应电流的大小是不同的。说明感应 有大小的不同。

【问题2】 感应电动势的大小跟那些因素有关呢？

观察实验二：

导线切割磁感线运动速度 时，产生的感应电动势大；导线切割磁感线运动速度 时，产生的感应电动势小。

观察实验三：

螺线管和电流表组成闭合电路，当磁铁穿进（或抽出）的速度 时，电流表指针偏转大；当磁铁穿进（或抽出）的速度 时，电流表指针偏转小。

观察实验四：

螺线管和电流表组成闭合电路，当开关闭合，通电螺线管电流变化越 时，电流表指针偏转大；通电螺线管电流变化 ，电流表指针偏转小。

定量实验表明：

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比。

如果闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同。由于n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中感应电动势是单匝线圈的n倍。

2.磁通量的变化率

表示磁通量的变化快慢

【问题3】磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？

磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。

磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;

磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。

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变化率 成正比．

2、数学表达式：

3、【问题4】若闭合电路是n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，E＝

注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。

4、问题：公式中E表示的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势？

说明：

（1）所求E为t时间内的平均感应电动势

（2）Δt —— 0时，E为瞬时感应电动势

【课堂小结】

【课后反思】

感应电动势的大小与那些因素有关？法拉第电磁感应定律的内容是什么？

课题：《3.2法拉第电磁感应定律》

编写人： 徐伦伟 审核人：徐伦伟 使用时间：2013-11-11

班级： 组名： 姓名：

磁通量：

（1）穿过一个闭合电路的磁感线的条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直是，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，磁通量为零。

（2）定义：一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场时，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

（3）公式：Φ=BS

(4)单位：韦伯（Wb） 1Wb=1________

【例1】面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，磁感应强度为5T，求穿过线圈的磁通量。

【练习】

1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。

2、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）

A、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；

B、某时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零；

C、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大；

D、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大

3、关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（ ）

A、跟穿过闭合电路的磁通量有关

B、跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关

C、跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关

D、跟电路中电阻大小有关

3.2法拉第电磁感应定律

课后练习

1.关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（ ）

A、穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大；

B、穿过闭合回路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零；

C、穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零；

D、穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零；

2.下列几种说法中正确的是（ ）

A、闭合线圈中磁通量的变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B、闭合线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

C、闭合线圈放在磁场越强的地方，线圈产生的感应电动势一定越大

D、闭合线圈中磁通量的变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大

3、把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次快插，第二次慢插，两次的初末位置相同，则两次中（ ）

A、磁通量的变化率相同

B、磁通量的变化量相同

C、产生的感应电流相同

D、产生的感应电动势相同

4、一个100匝的线圈，在0. 5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。

法拉第电磁感应定律(7)

法拉第电磁感应定律内容 有哪些意义

电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律，电磁感应现象是指因磁通量变

化产生感应电动势的现象。那幺，法拉第电磁感应定律内容是什幺呢？下面

小编整理了一些相关信息，供大家参考！

 

 1 法拉第电磁感应定律是什幺电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律，电

磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象，例如，闭合电路的一

部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，产生的电

流称为感应电流，产生的电动势（电压）称为感应电动势。

 电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手

定则内容：伸平右手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的 N 极，姆指的方向

与导体运动的方向一致，四指所指的方向即为导体中感应电流的方向（感应

电动势的方向与感应电流的方向相同）。

 楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。简而言之，就是磁

通量变大，产生的电流有让其变小的趋势；而磁通量变小，产生的电流有让

其变大的趋势。

 感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定；e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生

的情况也可用 E=BLV 来求。

 1 法拉第电磁感应定律有哪些意义电磁感应现象是电磁学中最重大的发现

之一，它揭示了电、磁现象之间的相互联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立

具有重大意义。

 法拉第电磁感应定律的重要意义在于，一方面，依据电磁感应的原理，人

们制造出了发电机，电能的大规模生产和远距离输送成为可能；另一方面，

法拉第电磁感应定律(8)

法拉第电磁感应定律

教学目的

1．理解电磁感应现象里感应电动势的存在，并能判断其方向。

2．在实验的基础上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，培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的能力。

教具

大型示教万用电表、圆柱形空心线圈、条形磁铁、蹄形磁铁、自制矩形线圈、木架等。

教学过程

一、复习提问，过渡新课

上节课已学习了在闭合电路中产生感应电流的条件，但感应电流的大小怎样计算还不知道。这节课将通过实验进一步研究电磁感应现象，学会如何计算磁通量变化率的问题。

先复习提问，目的有二：

1．着重明确产生电磁感应现象的条件是穿过回路的磁通量发生变化；

2．明确发生电磁感应现象时一定会产生感应电动势，但不一定产生感应电流；

问题1：闭合电路中产生感应电流的条件是什么？判断下列电路中是否有感应电流？

图1(a)ABCD为导线框，AB为可动部分；(b)中线圈ABCD绕OO′转动，OO′平行于磁感线。

要求学生明确“闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化”以此得出(a)中有感应电流。

在(b)中，穿过闭合电路的磁通量始终为零，没有发生变化，所以没有感应电流。

问题2：如果图1中(a)电路在某处断开，于是也没有感应电流，它与(b)电路表现相同，但原因是否一样呢？

通过图2中(a)、(b)的比较得出：图2(a)中电路内磁通量发生变化，切割运动的导线就相当于一个电源，有电动势，只要电路一闭合，就有感应电流；而(b)中导线虽闭合，但穿过闭合线圈的磁通量没有变化，所以电路内没有感应电流，这就表明电路内根本没有电动势。

结论：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。

对图中(a)电路进一步分析得出：产生感应电动势的那部分导体，相当于电源，感应电动势的方向——电源内“-”极指向“+”极的方向——就是那部分导体内感应电流的方向。

[板书]

现在让我们通过实验进行研究。

二、新课教学

1．通过学生实验和教师演示实验在感性认识的基础上引入法拉第电磁感应定律，注意对磁通量变化率的认识。

（一）学生实验如图3所示：

图3(a)，从同一高度以不同快慢将带铁心的通电线圈A插入或拔出副线圈B时，注意观察与B相连的电流计指针的偏转程度有什么不同。

图3(b)，类似的观察内容，用条形磁铁替换线圈A。

上述实验要求学生在五分钟内完成。并提醒学生做毕及时打开电键。

请一位学生将自己观察到的现象叙述一下，再问一问全班同学是否都观察到同样的现象？

(若以不同的速度：非常慢地、较快地、很快地插入和拔出副线圈B时，电流计上指针偏转程度有明显的差异：从20μA到超过300μA；插入或拔出得越快，指针偏转越大，)

（二）教师演示如图4，请全体学生共同观察电流表指针偏转程度与什么有关？

图4(a)与学生实验同，图4(b)是闭合线圈中部分导线以不同的速度切割磁感线。

（三）要求学生思考三个问题后得出实验结论。

问题1：在所做的实验中，电流表指针发生偏转的共同原因是什么？

穿过电路的磁通量发生变化，电路中有感应电动势，电路闭合产生感应电流。

问题2：观察电流表指针的偏转程度与研究感应电动势的大小有什么关系？

问题3：用不同的快慢将磁铁从同一高度全部插入线圈内，穿过线圈的磁通量的变化情况有什么相同和不同？

请学生归纳总结感应电动势的大小与磁通量变化情况有怎样的关系？

（四）法拉第电磁感应定律。 [板书]

教师指出精确的实验表明，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

首先对这个问题进行实验研究的是英国的实验物理学家法拉第，因此人们把这个定律称作法拉第电磁感应定律。

(1)在国际单位制中，ε用“伏特”做单位，φ用“韦伯”做单位，t用“秒”做单位时，实验测量或理论推导都表明K值正好等于1．所以

2．在法拉第电磁感应定律的应用中导出ε=Blvsinθ

进一步提出问题：弧立的一根导线作切割磁感线运动时，导线上产生的感应电动势又如何计算呢？

向学生指出，这个计算式我们只在一定的条件下进行推导。

推导1条件：“三垂直”，即磁感应强度B、导线切割速度v 、和长为l的导线本身三者之间互相都垂直，如图5(a)。请全体学生推导导线AB上感应电动势ε的计算式，

教师启发指导：让学生将图5(a)与图2(a)进行比较，并可作板图进行引导(图5(b))。

推导2条件：上述三垂直中只有二垂直，而v与B不垂直，设夹角为θ，再请全体学生推导E的计算式。教师指点方法：将v分解，其中与磁感线平行的速度分量没有作用，有效切割速度为vsinθ(图6)，因此得：

ε=Blvsinθ (5)[板书]

指出(5)式中当θ=90°时，ε=Blvsin90°=Blv

可见公式(5)比公式(4)更有普遍意义。

指出公式(4)、(5)的单位都采用国际单位制。

三、例题

图7中A、B两线圈面积相同，都是0.6m2．圈数都是10匝，分别处在两个变化的均匀磁场中，B1在0.1s由0均匀增加到0.04T后不变，B2在0.2s由0均匀增加到0.06T后不变。请学生鉴别：在φ-t、E-t图象中图线(1)、(2)、(3)、(4)各属于哪个线圈？并计算图象中：φ1=？φ2=？；E1=？E2=？(注：A线圈边长：0.78m B线圈半径：0.44m)

解：φA=B1S=0.04×0.6=0.024(wb)

φB=BS=0.06×0.6=0.036(wb)

磁场变化过程中：

答：(1)、(4)属于A线圈，φ1=0.024Wb，E2=2.4V

(2)、(3)属于B线圈，φ2=0.036Wb，E1=1.8V

书上例题让学生自己阅读。

四、小结

ε=Blvsinθ是在“二垂直”的条件下，导线切割磁感线时感应电动势的计算式。

二个公式是一致的，可以互相推导，两个公式应用时单位都要采用国际单位制。

从二个公式中也可说明感应电动势只与产生电磁感应现象的条件有关，它是反映电磁感应现象本质的物理量。

感应电动势的方向，是指相当于电源的这一部分“内电路”中从负极指向正极的方向，即与内电路中感应电流的方向一致。

五、布置作业

法拉第电磁感应定律(9)

4.4法拉第电磁感应定律

1、三维目标：

知识与能力

　　1、知道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，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；

　　3、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；

　　4、会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；

　　5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小；

过程与方法

　　通过学生实验，培养学生的动手能力和探究能力．

情感态度与价值观

　　培养学生对实际问题的分析与推理能力。培养学生的辨证唯物注意世界观，尤其在分析问题时，注意把握主要矛盾．

2、重点难点：平均电动势与瞬时电动势区别。

讲学过程：

一、预习反馈:

二、探究精讲:

1．感应电动势：

教师活动：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？

学生活动：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。

化时，回路中也会产生电流。我们把此时的电流叫感应电流。虽然回路中没有电源，此处的实验设计，意图为在讲“感应电动势”这一概念时，通过“设计问题―――推理”模式来进行概念教学。以提问方式来复习闭合电路中电动势的概念，知道闭合回路中有电流的条件是闭合回路中有电动势。闭合电路中提供电动势的装置是电源。法拉第通过多年的实验发现当穿过闭合回路的磁通量发生变但根据有电流的条件可知肯定有电动势，把在电磁感应现象中产生的电动势就定义叫感应电动势。

师生互动：（用图，图装置进行演示说明）我们把电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

以上实验由学生自己完成，并从中进行对比、归纳和总结，培养学生自主学习的能力。

2．影响感应电动势大小的因素：

问题情景设置一：刚才的实验中，磁铁插入过程中，除了观察到电流的有无以外，你还观察到了电流大小有什么特点吗？是什么因素在起影响作用呢？再做几次试试看！

安排此处的内容可激发学生探求感应电动势大小的影响因素的热情，因为显然每次插入的速度不同时电流表指针的偏转角度并不相同。这里教师不要急于去说，对学生来说这些是未知的却可以用简单实验定性显示的。有利于培养学生的探究热情和能力。

学生活动：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。

教师顺势利导：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？

问题情景设置二：利用学生已经很熟悉的控制变量思想，引导学生进一步通过实验定性探究，如果控制以相同的速度插入，是否指针的偏转角度就相同呢？再用不同磁性强弱的磁铁试试看！

此处的设计在于培养学生的严谨的探究精神和寻根求源的思维品质。

学生活动：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（实验二和实验三中的磁铁可由通电螺线管来代替，以便通过改变其中的电流来方便的改变其磁性的强弱）。

教师顺势利导：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？

教师活动：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。实验（2）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；实验（3）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。

此处应用了学生很熟知的控制变量的探究方法，不过学生的归纳能力还有局限性，而且不一定能按照教师的意图去表述，这需要教师去倾听、去适当的有方向的点拨。不能一蹴而就，包办代替。最后教师归纳指出：感应电动势的大小似乎与磁通量的变化量及变化所用的时间有关，两者的比值越大，感应电动势的值越大，反之，则越小。我们再来看一个实验。

师生互动：实验四，按右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）

教师活动：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？

师生互动：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）快滑与慢滑相比，磁通量变化大而所用时间短，即单位时间磁通量变化多；（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。

此实验设计的意图是对前面实验分析的一种论证。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。这个过程实际是突破重难点落实三维目标的过程。

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。

教师活动：类比速度、速度变化量和速度变化率的不同，强调感应电动势的重要影响因素之一应该是磁通量的变化率。

这一点是本节课内容的一个难点，用类比的方法加以突破，既降低认知难度，又体现了物理研究中类比是一种常用的重要的研究方法，培养学生科学的方法观。

学生各种能力的发展是和他们在学习中的相关行为联系在一起的。要发展某种能力，就必须经历相关的过程。因此这里安排的几组实验，既是让学生认知法拉第电磁感应规律的建立过程，更是为学生提供实验、观察、思考、交流的机会，以落实三维目标中能力目标和情感价值观目标。

1． 法拉第电磁感应定律

①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。

②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

问题情景三：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。

教师活动：E=nΔΦ/Δt公式中的n是线圈的匝数，因为穿过每匝线圈的磁通量是相同的，可看成是n个单匝线圈串联而成，故整个线圈的电动势是单匝线圈的n倍。要注意通过线圈的磁通量的变化率并不改变，乘n是相当于串联。

问题情景四：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。

这里可用等效的思想帮助学生认识E=BLv，ab棒向右运动，等效于abcd面积增大，而磁场的磁感应强度不变，因此磁通量发生变化。

问题讨论：（a）图的电路中，哪部分导体相当于电源？ab导体的运动v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，但与磁感方向不垂直，设v与B夹角为θ，又如何计算感应电动势的大小呢？

引导分析：（启发同学们得出计算结论）将速度v沿垂直于磁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

E=BLv1=BLvsinθ这个结论可视为是法拉第电磁感应定律在特定条件下的推导式，让学生分清主次以减轻学生认知上的困难且又不影响其在该类型问题解决中的应用，可以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，教师不要包办。通过此处的师生互动，落实本节课在这个知识点上的课程目标！

2． 反电动势

教师引导学生自主学习，并通过小组交流认识电动机在工作时线圈中会产生反电动势，并认知能量守恒定律在电动机工作过程中的具体表现。

此处内容旨在让学生会根据自己所学习的知识，联系实际生产生活中的问题来进行思考和解答，激发学习物理知识的热情。既能学以致用，又培养了学生善于从熟悉的事物中发现问题、思考问题的思维品质。因为“对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人创造力的源泉。”

3． 课堂练习

课堂练习选择E=nΔΦ/Δt和E=BLv1=BLvsinθ简单理解和应用类型的题目。

探究一：

如图4-3-2所示，一个50匝的线圈的两端跟R=99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 cm2，电阻为1 Ω，磁感应强度以100 T/s的变化率均匀减小.在这一过程中，通过电阻R的电流为多大？

图4-3-2

探究二：

. 如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知b的半径是a的两倍.若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，MN两点间的电势差为U；若该磁场存在于b内，a在磁场外，MN两点间的电势差为多大？（MN在连接两环的导线的中点，该连接导线的长度不计）

图4-3-7

三、感悟方法练习：

长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，如图4-3-3所示.求ab两端的电势差.

图4-3-3

教后记：

法拉第电磁感应定律9篇

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