教案：法拉第电磁感应定律

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题课

选择性必修二第二章第2节：法拉第电磁感应定律

课型

新

课时

2

教

学

目

标

1.通过实验，理解法拉第电磁感应定律，知道E=BLvsinθ是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。2.经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出E=BLvsinθ的过程，体会矢量分解的方法。3.知道E=ΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点。4.会分析、处理电磁感应中的动力学问题和能量问题。

学习重点

法拉第电磁感应定律

学习难点

理解ΔΦ与ΔΦ/Δt的区别

教     学     过       程

教学环节（含备注）

教        学        内        容

引入新课

讲授新课

一.引入新课

感应电流产生的条件是什么？感应电流的大小跟哪些因素有关呢？

二.进行新课

（一）观察演示实验

1.改变条形磁铁插入线圈的速度，观察电流表指针偏转角度大小。

2.增加线圈匝数，以相同的高度释放条形磁铁，穿过线圈，观察电流表指针偏转角度大小。

让学生对感应电流大小的相关因素有感性认识。

（二）明确概念和规律

1．在电磁感应现象中，有感应电流产生，切割磁感线的那部分导体或发生磁通量变化的线圈相当于电源，在电源内部电流方向由电源负极流向电源正极。

2．磁通量发生变化时，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，与磁通量大小无关，感应电动势E＝n。

当Ｓ不变时：ΔΦ＝ΔＢＳcosθ则ε＝（ΔＢ／Δt）Ｓcosθ

当Ｂ不变时：ΔΦ＝ＢΔＳcosθ则ε＝Ｂ（ΔＳ／Δt）cosθ

3．推论：

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，设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为ΔS=LvΔt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

据法拉第电磁感应定律，得

E=

=BLv

（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为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）

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，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

注意：

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。

4．电磁感应电路问题解题思路

(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路。

(2)用法拉第电磁感应定律或切割公式确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向。

(3)画出等效电路图。注意分清内外电路。

(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。

（三）拓展

1．电磁感应中的图像问题

(1)图像类型

①各物理量随时间t变化的图像，即B­t图像、Φ­t图像、E­t图像和I­t图像。

②导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即E­x图像和I­x图像。

(2)解决此类问题需要熟练掌握的规律：

安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等。

2．电磁感应中的动力学问题

(1)电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。

②用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小和方向。

③分析研究导体受力情况(包括安培力)。

④列动力学方程或平衡方程求解。

(2)两种状态处理

①导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。

处理方法：根据平衡条件——合力等于零，列式分析。

②导体处于非平衡状态——加速度不为零。

处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。

3．电磁感应中的能量问题

(1)能量转化的过程分析

电磁感应的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功实现的。安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通常为内能)，外力克服安培力做功，则是其他形式的能(通常为机械能)转化为电能的过程。

(2)求解焦耳热Q的几种方法

公式法

Q＝I2Rt

功能关系法

焦耳热等于克服安培力做的功

能量转化法

焦耳热等于其他能的减少量

4.知识网络

三.例题（见课件）

四.课堂总结：（见板书设计）

五.学习效果检测（见学案“闯关检测题”）

板书设计

法拉第电磁感应定律

1.感应电动势E＝n

2. E= Blvsinθ   θ指v与B的夹角

3.电磁感应中的能量问题

课后反思