高中物理電磁感應(yīng)教案

4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學案（人教版選修3-2）。

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準備好教案，這是教師需要精心準備的。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來，幫助教師在教學期間更好的掌握節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學案（人教版選修3-2）”，希望對您的工作和生活有所幫助。

4.4法拉第電磁感應(yīng)定律學案（人教版選修3-2）

1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫做感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體就相當于電源，導體的電阻相當于電源的內(nèi)阻．
2．電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，表達式E＝ΔΦΔt(單匝線圈)，E＝nΔΦΔt(多匝線圈)．當導體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時E＝Blv(B、l、v兩兩垂直)，E＝Blvsin_θ(v⊥l但v與B夾角為θ)．
3．關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()
A．電源電動勢就是感應(yīng)電動勢
B．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體相當于電源
C．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢
D．電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢
答案B
解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項A錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢，C錯誤；電路中的電流可能是由化學電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢．
4．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則()
A．線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2V
B．線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2V
C．線圈中無感應(yīng)電動勢
D．線圈中感應(yīng)電動勢保持不變
答案D
5．一根導體棒ab在水平方向的勻強磁場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直．如圖1所示，則有()
圖1
A．Uab＝0
B．UaUb，Uab保持不變
C．Ua≥Ub，Uab越來越大
D．UaUb，Uab越來越大
答案Db，所以UbUa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確．→b，所以UbUa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時v越來越大，可知Uab越來越大，D項正確．
【概念規(guī)律練】
知識點一公式E＝nΔΦΔt的理解
1．一個200匝、面積為20cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30°角，若磁感應(yīng)強度在0.05s內(nèi)由0.1T增加到0.5T，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是________Wb；磁通量的平均變化率是________Wb/s；線圈中感應(yīng)電動勢的大小是________V.
答案4×10－48×10－31.6
解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式ΔΦ＝ΔBSsinθ來計算，所以
ΔΦ＝ΔBSsinθ＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5Wb
＝4×10－4Wb
磁通量的變化率為ΔΦΔt＝4×10－40.05Wb/s＝8×10－3Wb/s，
感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
E＝nΔΦΔt＝200×8×10－3V＝1.6V
點評要理解好公式E＝nΔΦΔt，首先要區(qū)分好磁通量Φ，磁通量的變化量ΔΦ，磁通量的變化率ΔΦΔt，現(xiàn)列表如下：
物理量單位物理意義計算公式
磁通
量ΦWb表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少Φ＝BS⊥
磁通量
的變化
量ΔΦWb表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化的多少ΔΦ＝Φ2－Φ1
磁通量
的變化
率ΔΦΔt
Wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢ΔΦΔt＝BΔSΔt?ΔBΔtS

特別提醒①對Φ、ΔΦ、ΔΦΔt而言，穿過一匝線圈和穿過n匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比．
②磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，Φ很大時，ΔΦΔt可能很小，也可能很大；Φ＝0時，ΔΦΔt可能不為零．
2．下列說法正確的是()
A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C．線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
答案D
解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝nΔΦΔt，即E與ΔΦΔt成正比，與Φ或ΔΦ的大小無直接關(guān)系．磁通量變化得越快，即ΔΦΔt越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有D正確．
點評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵．
知識點二公式E＝Blvsinθ的理解
3．如圖2所示，在磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中，一根跟磁場垂直長20cm的導線以2m/s的速度運動，運動方向垂直導線與磁感線成30°角，則導線中的感應(yīng)電動勢為________．
圖2
答案0.2V
解析E＝Blvsin30°＝(1×0.2×2×sin30°)V＝0.2V
點評(1)當導體平動垂直切割磁感線時，即B、l、v兩兩垂直時(如圖所示)E＝Blv.
(2)當導體平動但不垂直切割磁感線時即v與B有一夾角θ，如右圖所示，此時可將導體的速度v向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度v2＝vcosθ不使導體切割磁感線，使導體切割磁感線的是分速度v1＝vsinθ，從而使導體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝Blv1＝Blvsinθ.
特別提醒不要死記公式，要理解含意vsinθ是導體切割磁感線的速度．
4．在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，長為l的金屬棒OA在垂直于磁場方向的平面內(nèi)繞O點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，如圖3所示，求：金屬棒OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．
圖3
答案12Bl2ω
解析由v＝rω，可知各點處速度與該點到O點的距離r成正比，速度都與棒垂直，我們可以求出棒OA上各點的平均速度v＝l2ω，即與棒中點的速度相同．(只有成正比例的量，中點值才等于平均值)可得E＝Blv＝Bll2ω＝12Bl2ω.
點評當導體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時，若棒上各處磁感應(yīng)強度B相同，則可直接應(yīng)用公式E＝12Bl2ω.
【方法技巧練】
電動勢公式E＝nΔΦΔt和E＝Blvsinθ的選用技巧
5．如圖4所示，兩根相距為l的平行直導軌abdc，bd間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計．MN為放在ab和dc上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))．現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動．令U表示MN兩端電壓的大小，則()
圖4
A．U＝12vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
B．U＝12vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
C．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
D．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
答案A
解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法
(1)因B、l、v兩兩垂直可直接選用公式E＝Blv求解；
(2)可由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝ΔΦΔt求解：
因在Δt時間內(nèi)，桿掃過的面積ΔS＝lvΔt
所以回路磁通量的變化ΔΦ＝BΔS＝BlvΔt
由E＝ΔΦΔt得E＝Blv.
題目中的導體棒相當于電源，其電動勢E＝Blv，其內(nèi)阻等于R，則U＝Blv2，電流方向可以用右手定則判斷，A正確．
方法總結(jié)求解導體做切割磁感線運動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用．
6．如圖5所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑rA＝2rB，圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度均勻減小的勻強磁場，則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為EA∶EB＝________，線圈中的感應(yīng)電流之比為IA∶IB＝________.
圖5
答案1∶11∶2
解析A、B兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由E＝nΔΦΔt可得EA∶EB＝1∶1；又因為R＝ρlS，故RA∶RB＝2∶1，所以IA∶IB＝1∶2.
方法總結(jié)當導體和磁場間無相對運動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的計算只能采用公式E＝nΔΦΔt.
7．如圖6所示，用一阻值為R的均勻細導線圍成的金屬環(huán)半徑為a，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，垂直穿過金屬環(huán)所在平面．電阻為R2的導體桿AB，沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，桿的端電壓為()
圖6
A．BavB.12Bav
C.23BavD.43Bav
答案C
解析當電阻為R2的導體桿AB沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，這個回路的總電動勢為：E＝2Bav.并聯(lián)的兩個半圓環(huán)的等效電阻為R4，桿的端電壓為UAB＝ER外R外＋r＝23Bav.
方法總結(jié)當磁場和導體間有相對運動，且感應(yīng)電動勢大小在變化，求瞬時感應(yīng)電動勢時，應(yīng)采用公式E＝Blvsinθ.
8．如圖7所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為l的正方形導線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計，cd邊有固定的水平軸，導線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導線框拉至水平位置由靜止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t運動到豎直位置，此時ab邊的速度為v，求：
圖7
(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大?。?br> (2)線框運動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大?。?br> 答案(1)Bl2t(2)Blv
解析(1)Φ1＝BS＝Bl2，轉(zhuǎn)到豎直位置Φ2＝0
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－Bl2
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E＝ΔΦΔt＝－Bl2t
平均感應(yīng)電動勢的大小為E＝Bl2t
(2)轉(zhuǎn)到豎直位置時，bc、ad兩邊不切割磁感線，ab邊垂直切割磁感線，E＝Blv，此時求的是瞬時感應(yīng)電動勢．
方法總結(jié)求解某一過程(或某一段時間)中的感應(yīng)電動勢而平均速度又不能求得時，應(yīng)選用公式E＝nΔΦΔt.如問題(1)，但求某一瞬時感應(yīng)電動勢時應(yīng)采用E＝Blvsinθ.

相關(guān)知識

§4.2法拉第電磁感應(yīng)定律

§4.2法拉第電磁感應(yīng)定律
[學習目標]
1、知道法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容及表達式
2、會用法拉第電磁感應(yīng)定律進行有關(guān)的計算
3、會用公式進行計算
[自主學習]
1．穿過一個電阻為R=1的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb，則：
（A）線圈中的感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2V(B)線圈中的感應(yīng)電動勢是2V
(C)線圈中的感應(yīng)電流每秒鐘減少2A（D）線圈中的電流是2A
2．下列幾種說法中正確的是：
(B)線圈中的磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
(C)穿過線圈的磁通量越大，線圈中的感應(yīng)電動勢越大
(D)線圈放在磁場越強的位置，線圈中的感應(yīng)電動勢越大
(E)線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
3．有一個n匝線圈面積為S，在時間內(nèi)垂直線圈平面的磁感應(yīng)強度變化了，則這段時間內(nèi)穿過n匝線圈的磁通量的變化量為，磁通量的變化率為，穿過一匝線圈的磁通量的變化量為，磁通量的變化率為。

4．如圖1所示，前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置，第一次用時0.2S，第二次用時1S；則前后兩次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比。

5．如圖2所示，用外力將單匝矩形線框從勻強磁場的邊緣勻速拉出．設(shè)線框的面積為S，磁感強度為B，線框電阻為R，那么在拉出過程中，通過導線截面的電量是______．

[典型例題]
例1如圖3所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n=1000，線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1,線圈外接一個阻值R=4的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖所示；求：
（1）前4S內(nèi)的感應(yīng)電動勢
（2）前5S內(nèi)的感應(yīng)電動勢
例2.如圖4所示，金屬導軌MN、PQ之間的距離L=0.2m,導軌左端所接的電阻R=1,金屬棒ab可沿導軌滑動，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=0.5T,ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右勻速滑動，求金屬棒所受安培力的大小。
分析：導體棒ab垂直切割磁感線
[針對訓練]
1．長度和粗細均相同、材料不同的兩根導線，分別先后放在U形導軌上以同樣的速度在同一勻強磁場中作切割磁感線運動，導軌電阻不計，則兩導線：
(A)產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動勢（B）產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比等于兩者電阻率之比
(C)產(chǎn)生的電流功率之比等于兩者電阻率之比(D)兩者受到相同的磁場力
2．在圖5中，閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場所用時間為△t，則通過線框?qū)Ь€截面的電量是:
3．在理解法拉第電磁感應(yīng)定律及改寫形勢,的基礎(chǔ)上（線圈平面與磁感線不平行），下面敘述正確的為：
(B)對給定線圈，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比
(C)對給定的線圈，感應(yīng)電動勢的大小跟磁感應(yīng)強度的變化成正比
(D)對給定匝數(shù)的線圈和磁場，感應(yīng)電動勢的大小跟面積的平均變化率成正比
（E）題目給的三種計算電動勢的形式，所計算感應(yīng)電動勢的大小都是時間內(nèi)的平均值
4．如圖6所示，兩個互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻為細金屬環(huán)電阻的，磁場方向垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化時，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，則a、b兩點的電勢差為。
5.根椐法拉第電磁感應(yīng)定律E=Δф/Δt推導導線切割磁感線,即在B⊥L，V⊥L，V⊥B條件下，如圖7所示，導線ab沿平行導軌以速度V勻速滑動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的表達式E=BLV。

6．如圖8所示，水平放置的平行金屬導軌，相距L=0.5m,左端接一電阻R=0.20,磁感應(yīng)強度B=0.40T的勻強磁場方向垂直導軌平面，導體棒ab垂直導軌放在導軌上，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計，當ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑動時，求：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小
（2）回路中感應(yīng)電流的大小

[能力訓練]
3如圖9所示，把金屬圓環(huán)勻速拉出磁場，下列敘述正確的是：
(A)向左拉出和向右拉出所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反
(B)不管向什么方向拉出，只要產(chǎn)生感應(yīng)電流，方向都是順時針
(C)向右勻速拉出時，感應(yīng)電流方向不變
(D)要將金屬環(huán)勻速拉出，拉力大小要改變
2．如圖10所示，兩光滑平行金屬導軌水平放置在勻強磁場中，磁場與導軌所在平面垂直，金屬棒可沿導軌自由移動，導軌一端跨接一個定值電阻，金屬棒和導軌電阻不計；現(xiàn)用恒力將金屬棒沿導軌由靜止向右拉，經(jīng)過時間速度為V，加速度為，最終以2V做勻速運動。若保持拉力的功率恒定，經(jīng)過時間，速度也為V，但加速度為，最終同樣以2V的速度做勻速運動，則：
3．如圖11所示，金屬桿ab以恒定速率V在光滑平行導軌上
向右滑行，設(shè)整個電路中總電阻為R（恒定不變）,整個裝置置于
垂直紙面向里的勻強磁場中，下列敘述正確的是：
(A)ab桿中的電流與速率成正比；
(B)磁場作用于ab桿的安培力與速率V成正比；
(C)電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率V的平方成正比；
(D)外力對ab桿做的功的功率與速率V的平方成正比。
4．如圖12中，長為L的金屬桿在外力作用下，在勻強磁場中沿水平光滑導軌勻速運動，如果速度v不變，而將磁感強度由B增為2B。
除電阻R外，其它電阻不計。那么：
（A）作用力將增為4倍（B）作用力將增為2倍
（C）感應(yīng)電動勢將增為2倍（D）感應(yīng)電流的熱功率將增為4倍
5．如圖13所示，固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導軌，垂直于導軌平面有一勻強磁場。質(zhì)量為m的金屬棒cd垂直放在導軌上，除電阻R和金屬棒cd的電阻r外，其余電阻不計；現(xiàn)用水平恒力F作用于金屬棒cd上，由靜止開始運動的過程中，下列說法正確的是：
（A）水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能
（B）只有在cd棒做勻速運動時，F(xiàn)對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能
（C）無論cd棒做何種運動，它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能
(D)R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動勢的值
6．如圖14所示，在連有電阻R=3r的裸銅線框ABCD上，以AD為對稱軸放置另一個正方形的小裸銅線框abcd，整個小線框處于垂直框面向里、磁感強度為B的勻強磁場中．已知小線框每邊長L，每邊電阻為r,其它電阻不計?，F(xiàn)使小線框以速度v向右平移，求通過電阻R的電流及R兩端的電壓．

7.在磁感強度B=5T的勻強磁場中，放置兩根間距d=0.1m的平行光滑直導軌，一端接有電阻R=9Ω，以及電鍵S和電壓表．垂直導軌擱置一根電阻r=1Ω的金屬棒ab，棒與導軌良好接觸．現(xiàn)使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動，如圖15所示，試求：
（1）電鍵S閉合前、后電壓表的示數(shù)；
（2）閉合電鍵S，外力移動棒的機械功率．
8．如圖16所示，電阻為R的矩形線圈abcd，邊長ab=L,bc=h，質(zhì)量為m。該線圈自某一高度自由落下，通過一水平方向的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為h，磁感應(yīng)強度為B。若線圈恰好以恒定速度通過磁場，則線圈全部通過磁場所用的時間為多少？
9．如圖17所示，長為L的金屬棒ab與豎直放置的光滑金屬導軌接觸良好（導軌電阻不計），勻強磁場中的磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導軌平面，金屬棒無初速度釋放，釋放后一小段時間內(nèi)，金屬棒下滑的速度逐漸，加速度逐漸。
10．豎直放置的光滑U形導軌寬0.5m，電阻不計，置于很大的磁感應(yīng)強度是1T的勻強磁場中，磁場垂直于導軌平面，如圖18所示，質(zhì)量為10g，電阻為1Ω的金屬桿PQ無初速度釋放后，緊貼導軌下滑（始終能處于水平位置）。問：
(1)到通過PQ的電量達到0.2c時，PQ下落了多大高度？(2)若此時PQ正好到達最大速度，此速度多大？(3)以上過程產(chǎn)生了多少熱量？
[學后反思]
__________________________________________________。
參考答案
自主學習1.BD2.D3.4.5:15.
針對訓練1.A2.B3.ACD4.
5.證明：設(shè)導體棒以速度V勻速向右滑動，經(jīng)過時間，導體棒與導軌所圍面積的變化
6．（1）0.8V（2）4A
能力訓練1.BCD2.AD3.ABCD4.ACD5.BC6.
7.(1)5V,4.5V(2)2.5W8.9.增大，減小
10．（1）0.4米（2）0.4米/秒0.0392J

《法拉第電磁感應(yīng)定律》教案

作為杰出的教學工作者，能夠保證教課的順利開展，準備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學問題。怎么才能讓教案寫的更加全面呢？考慮到您的需要，小編特地編輯了“《法拉第電磁感應(yīng)定律》教案”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

《法拉第電磁感應(yīng)定律》教案

一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版物理選修3-2第四章第4節(jié)。本節(jié)是電磁學的核心內(nèi)容。從知識發(fā)展來看，它既與電場、磁場和穩(wěn)恒電流有緊密聯(lián)系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。它既是教學重點，也是教學難點。
知道了教材特點，我們再來了解一下學生特點。也就是我說課的第二部分：學情分析。
二、學情分析
學生已經(jīng)掌握了恒定電流、電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁通量的相關(guān)知識，并且也知道了變化量和變化率的概念。已經(jīng)具備了基本的實驗操作能力，具有一定的自主學習、合作研究方面的能力。
基于以上的教材特點和學生特點，我制定了如下的教學目標，力圖把傳授知識、滲透學習方法以及培養(yǎng)興趣和能力有機的融合在一起，達到最好的教學效果。
三、教學目標
【知識與技能】
知道感應(yīng)電動勢的含義，能區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率;理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達式，會用法拉第電磁感應(yīng)定律解答有關(guān)問題。
【過程與方法】
通過演示實驗，定性分析感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關(guān)系。培養(yǎng)學生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力;
通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立，進一步揭示電與磁的關(guān)系，培養(yǎng)學生類比推理能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力。
【情感態(tài)度與價值觀】
通過介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程，培養(yǎng)學生形成正確的科學態(tài)度、養(yǎng)成科學的研究方法。
基于這樣的教學目標，要上好一堂課，還要明確分析教學的重難點。
四、教學重難點
【重點】
法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和理解。
【難點】
1.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別;
2.理解是普遍意義的公式，而E=BLν是特殊情況下導線在切割磁感線情況下的計算公式。
說完了教學重難點，下面我將著重談?wù)劚咎谜n的教學過程。
五、教學過程
首先是導入環(huán)節(jié)：
在這個環(huán)節(jié)中，我將向?qū)W生展示圖1、圖2，并設(shè)問：圖中電鍵S均閉合，電路中是否都有電流?為什么?

接下來，我會演示實驗一：對照圖1安培表指針偏轉(zhuǎn);對照圖2電流計指針不動，但當條形磁鐵位置變動時，電流計指針偏轉(zhuǎn)，表明回路中有電流。啟發(fā)學生回答：圖1中產(chǎn)生的電流是由電源提供的，圖2中產(chǎn)生的是感應(yīng)電流。
【意圖：這個問題我采用設(shè)問的方法，一方面讓學生回顧前面學過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另一方面讓學生帶著問題去思考，提高學生的課堂代入感?！?br> 學習影響感應(yīng)電動勢大小的因素時，我會采取讓學生自己動手進行探究實驗的方法。首先拋出問題：剛才的實驗中，磁鐵插入過程中，除了觀察到電流的有無以外，你還觀察到了電流大小有什么特點嗎?電流大小能說明感應(yīng)電動勢大小嗎?是什么因素在起影響作用呢?做幾次試試看!
然后讓學生進行探究實驗(一)：按圖2所示裝置將相同的磁鐵以不同的速度從同一位置插入同一個線圈中，觀察并比較電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況。實驗完成后我將引導學生歸納：電流計的指針偏角大，說明產(chǎn)生的電流大，而電流大的原因是電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大。由于兩次穿過磁通量變化相同，穿過越快，時間越短，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，說明感應(yīng)電動勢大小與發(fā)生磁通量變化所用的時間有關(guān)，且在磁通量變化相同的情況下，所需時間越短，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。
接著繼續(xù)讓學生動手進行實驗三，按圖2所示裝置用磁性強弱不同的條形磁鐵分別從同一位置以相同的速度插入同一個線圈中，觀察并比較電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況。完成后繼續(xù)引導學生歸納：本次實驗兩種情況所用時間相同，但穿過線圈的磁通量變化不同，電流表的偏轉(zhuǎn)角不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不同。說明感應(yīng)電動勢的大小還與磁通量的變化量有關(guān)，即在Δt相同的情況下，ΔΦ越大，產(chǎn)生的E越大。
最后第三個探究實驗我將直接給出結(jié)果，實驗的步驟、裝置以及需要觀察的現(xiàn)象將由學生自己課后獨立完成并驗證我所給出的結(jié)論：當穿過線圈的磁通量變化量與時間之比越大，即磁通量的變化率越快時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大。
【意圖：這是本堂課重點。我通過探究實驗的方法讓學生自己在實驗中建立對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解，有助于加深學生的理解記憶，提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)纳顟B(tài)度。同時也能夠更好的將本節(jié)課的主要內(nèi)容傳授給學生，便于課堂的順利開展?！?br> 接下來搬出完整的法拉第電磁感應(yīng)定律后，我將著重分析解釋該定律表達式中各字母所代表的物理意義，強調(diào)磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別。明確了三者的區(qū)別之后，本堂課的一大難點就解決了，接著我將用一道題目來推導出特殊情況下導線在切割磁感線情況下的計算公式E=BLν.
接下來在鞏固提升環(huán)節(jié)，我將讓學生完成以下練習：一個匝數(shù)為100、面積為10cm的線圈垂直放置在磁場中，在1s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T.求線圈中的感應(yīng)電動勢。
【意圖：這是對本節(jié)課內(nèi)容的一個綜合性練習，學生如果可以獨立完成本題，說明本節(jié)課的課堂效果還是十分不錯的，反之則需要在以后的學習中繼續(xù)加深對本節(jié)課的學習理解?！?br> 最后是小結(jié)作業(yè)環(huán)節(jié)，我將讓學生討論法拉第電磁感應(yīng)定律的計算公式和推導公式E=BLν各有什么特點?

法拉第電磁感應(yīng)定律學案課件練習

第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律學案
【學習目標】
（1）、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。
（2）、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。
（3）、理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學表達式。
（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。
（5）、會用解決問題。
（6）、經(jīng)歷探究實驗，培養(yǎng)動手能力和探究能力。
（7）、通過推導導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv，掌握運用理論知識探究問題的方法。
（8）、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點，把握主要矛盾。
【學習重點】法拉第電磁感應(yīng)定律探究過程。
【學習難點】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【學習方法】實驗分析、歸納法、類比法、練習鞏固
【教學用具】
多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【學習過程】
一、溫故知新：
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？

2、恒定電流中學過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？

3、在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？

二、引入新課
1、問題1：既然會判定感應(yīng)電流的方向，那么，怎樣確定感應(yīng)電流的強弱呢？

2、問題2：如圖所示，在螺線管中插入一個條形磁鐵，問
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,兩電路中是否都有電流?為什么?

②、有感應(yīng)電流,是誰充當電源?

③、上圖中若電路是斷開的，有無感應(yīng)電流電流？有無感應(yīng)電動勢？

3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？

4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件你有什么發(fā)現(xiàn)？

本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢
三、進行新課
（一）、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素
（1）探究目的：感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)？（猜測）
（2）探究要求：
①、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管，記錄表針的最大擺幅。
②、迅速和緩慢移動導體棒，記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片，迅速和緩慢的插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅；
（3）、探究問題：
問題1、在實驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？
問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？
問題3：在實驗中，快速和慢速效果有什么相同和不同？
（4）、探究過程
安排學生實驗。（能力培養(yǎng)）

（課件展示）回答以上問題
上面的實驗，我們可用磁通量的變化率來解釋：
實驗中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）時，大，I感，E感。
實驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化有關(guān)，磁通量的變化越電動勢越大,磁通量的變化越電動勢越小。
（二）、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
（師生共同活動，推導法拉第電磁感應(yīng)定律的表達式）（課件展示）
E=k
在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時間單位是秒（s），可以證明式中比例系數(shù)k=1，（同學們可以課下自己證明），則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個N匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當于N個單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?br> E=
1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=N
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δt
??⑵感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成
??⑶感應(yīng)電動勢的方向由來判斷
??⑷感應(yīng)電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定：
??當ΔΦ＝ΔＢＳcosθ則ε＝ΔＢ／ΔtＳcosθ
??當ΔΦ＝ＢΔＳcosθ則ε＝ＢΔＳ／Δtcosθ
??當ΔΦ＝ＢＳΔ(cosθ)則ε＝ＢＳΔ（cosθ）／Δt
4、特例——導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
用課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？（課件展示）

這是導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式，需要理解
（1）B,L,V兩兩
（2）導線的長度L應(yīng)為長度
（3）導線運動方向和磁感線平行時，E=
（4）速度V為平均值（瞬時值），E就為（）
問題：當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ，感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎？
用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強調(diào)：在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt：求平均電動勢
E=BLV：v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值時求平均電動勢
課堂練習：
例題1：下列說法正確的是（）
A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
例題2：一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0.5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。

例題3、如圖所示，在磁感強度為0.1T的勻強磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD，框電阻不計，上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab，已知金屬絲質(zhì)量為0.2g，電阻R＝0.2Ω，不計阻力，求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m／s)
??問1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30°角，不計阻力，B垂直于框平面，求v？
??問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且μ＝0.2，求v？
??問3：若不計摩擦，而將B方向改為豎直向上，求v？
??問4：若此時再加摩擦μ＝0.2，求v？
??問5：如圖所示在問2中的BC中間加ε＝0.3v、r＝0.8Ω的電池，求v？
??問6：上題中若有摩擦，μ＝0.2，求v？
??問7：B改為豎直向上，求v？
??問8：將電池ε反接時的各種情況下，求v？
【學習小結(jié)】
1、認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
2、自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用

法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用
1、法拉第電磁感應(yīng)定律
感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比，即E＝n．
2、理解、應(yīng)用公式時應(yīng)注意
(1)、正確區(qū)分φ，△φ，三者之間的區(qū)別．
φ是狀態(tài)量，某一時刻，某一位置的磁通量為φ＝BS．
△φ是過程量，是表示回路從某一時刻到另一時刻磁通量的變化量，即△φ＝φ2-φ1
表示磁通量的變化率．
φ，△φ，它們之間無直接決定性關(guān)系，即φ大或△φ大都不能確定就大，反之大，φ或△φ也不一定大．
(2)、用E＝n計算出的感應(yīng)電動勢的大小是△t時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值．由E＝BLvsinθ，可求得瞬時值．
由于這些規(guī)律也是能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)，因此，在研究電磁感應(yīng)的問題時，從能量的觀點去認識，往往更能觸及問題的本質(zhì)，也往往是處理此類問題的一個捷徑．
電磁感應(yīng)是中學物理的一個重要“節(jié)點”，不少問題中涉及到：力和運動、動量和能量、電路和安培力等多方面的知識，綜合性很強，因此，通過對該部分內(nèi)容的復習，可以帶動對前面各章知識的回顧和應(yīng)用，有利于提高綜合運用知識分析解決問題的能力。
例1：半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感應(yīng)強度為B＝0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計．LL的電阻均為2.0Ω
(1)、若棒以V0＝5m／s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬間(如圖所示)，MN中的電動勢和流過燈L1的電流；
(2)、撤去中間的金屬棒MN，將右面的半環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為，求L1的功率．

例2：如圖所示，位于同一水平面內(nèi)的兩根平行導軌間的距離為L，導軌的左端連接一個耐壓足夠大的電容器，電容器的電容為C，放在導軌上的導體桿cd與導軌接觸良好，cd桿在平行導軌平面的水平力作用下從靜止開始勻加速運動，加速度為a，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導軌平面豎直向下，導軌足夠長，不計導軌、導體桿和連接電容器的導線的電阻，導體桿的摩擦也可忽略不計．求從導體桿開始運動經(jīng)過時間t,電容器吸收的能量E．

例3：如圖所示，在相距L的兩根水平放置的無限長金屬導軌上，放置兩根金屬棒ab和cd，兩棒質(zhì)量均為m，電阻均為R，ab棒用細繩通過定滑輪與質(zhì)量也是m的砝碼相連，整個裝置處于無限大、豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，導軌電阻、接觸電阻都不計，不計一切摩擦，現(xiàn)將砝碼從靜止開始釋放，經(jīng)歷時間t，電路中的電功率達到最大值，求此時cd棒的加速度及ab棒的速度各為多大，(設(shè)砝碼不會觸地，取g＝10m／s2)

例4：如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0＝0.10Ω／m，導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離L＝0.20m．有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B＝kt，比例系數(shù)k＝0.020T/s，一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在t＝0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?，求在t＝6.0s時金屬桿所受的安培力．

例5：如圖所示，固定水平桌面上的金屬框架edcf，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adcb構(gòu)成一個邊長為L的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計，開始時磁感應(yīng)強度為B0。若從t＝0時刻起，磁感應(yīng)強度逐漸減小，當棒以恒定速度v向右作勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與t的關(guān)系式)?