选修1-1.3.2 法拉第电磁感应定律 教案 0
复习提问：
1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？
（引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的）
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？
（引导学生回答：电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在）
引入新课：在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源．
1：引导学生找出下图中相当于电源的那部分导体？
??????????
2：在电磁感应现象里，如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻．如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在．那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？今天我们就来研究这个问题．
实验部分：
分析：磁铁相对于线圈运动得越快—电流计指针偏转角度越大---感应电流越大---表明感应电动势越大．
磁铁相对于线圈运动得越快，即穿过线圈的磁能通量变化越快---表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．
演示实验：如图所示——导体切割磁力线产生感应电动势的实验示意．
分析：导体切割磁感线的速度越大—电流计指针偏转角度越大—感应电流越大---表明感应电动势越大．
导体切割磁感线的速度越大，即穿过线圈的磁通量变化越快---表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．
小结：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系
设时刻 时穿过闭合电路的磁通量为 ，设时刻 时穿过闭合电路的磁通量为 ，则在时间 内磁通量的变化量为 ? ，则感应电动势为：
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．
理论和实践表明：
长度为 的导体，以速度 在磁感应强度为 的匀强磁场中做切割磁感线运动时，导产生的感应电动势的的大小跟磁感强度 ，导体的长度 ，导体运动的速度 以及运动方向和磁感线方向的夹角θ 的正弦 成正比，即：
?
在 、 、 互相垂直的情况下，导体中产生的感应电动势的大小为：
即：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，导体里产生的感应电动势的大小，跟磁感强度、导体的长度、导体运动的速度成正比．
选修1.3.2法拉第电磁感应定律 教案
电气化时代需要电，如何使发电电压更高一些？
一、阅读课本60-63页了解本节内容，并回答下列问题：
什么是感应电动势？
猜测感应电动势与哪些因素有关？事实是怎样的？
区分变化、变化率、变化的快慢；
法拉第电磁感应定律的内容？表达式；
探究多匝线圈的感应电动势与匝数的关系；
设计一个开门报警器。
二、如果需要用实验说明问题时，可以选择下列仪器：
多匝线圈、强条形磁铁、灵敏电流计
三、解决问题
感应现象中产生的电动势叫做感应电动势；
感应电动势可能与回路大小、切割速度、切割方向、磁场的大小和方向有关；实验证明感应电动势大小与有关；
变化一个量在一过程中只要不同，就是发生了变化；变化量是指一个量的末态减去初态；变化率是指某个量的变化与所用时间的比值；变化快慢意义同变化率；
参考课本；；
按照课本实验探究，根据课本表格分析；
参考课本“探索者”。
四、练习
课后“问题与练习”
磁感应·法拉第电磁感应定律·教案
一、教学目标
1．在物理知识方面的要求．
(1)掌握导体切割磁感线的情况下产生的感应电动势．
(2)掌握穿过闭合电路的磁通量变化时产生的感应电动势．
(3)了解平均感应电动势和感应电动势的即时值．
2．通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力．
3．运用能的转化和守恒定律来研究问题，渗透物理思想的教育．
?二、重点、难点分析
1．重点是使学生掌握动生电动势和感生电动势与哪些因素有关．
2．在论证过程中怎样运用能的转化和守恒思想是本节的难点．
三、主要教学过程
? (一)引入新课
复习提问：在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？要求学生回答出：切割磁感线时用右手定则；磁通量变化时用楞次定律．
(二)教学过程设计
1．设问．
既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势．只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了．
2．导线切割磁感线的情况．
(1)如图所示，矩形闭合金属线框abcd置于有界的匀强磁场B中，现以速度v匀速拉出磁场，我们来看感应电动势的大小．
在水平方向ab边受到安培力Fm=BIl的作用．因为金属线框是做匀速运动，所以拉线框的外力F的大小等于这个安培力，即F=BIl．
在匀速向外拉金属线框的过程中，拉力做功的功率P=F·v=BIlv．
拉力的功并没有增加线框的动能，而是使线框中产生了感应电流I．根据能的转化和守恒定律可知，拉力F的功率等于线框中的电功率P′．
闭合电路中的电功率等于电源电动势ε(在这里就是感应电动势)与电流I的乘积．
显然? Fv=εI，
即? BIv=εI．
得出感应电动势? ε=Blv．????????????????????????????????????????????????????????? (1)
式中的l是垂直切割磁感线的有效长度(ab)，v是垂直切割磁感线的有效速度．
(2)当ab边与磁感线成θ角(如图2)做切割磁感线运动时，可以把速度v分解，其有效切割速度v⊥＝v·sinθ．那么，公式(1)可改写为：
ε＝Blvsinθ．???????????????????????????????????????? (2)
这就是导体切割磁感线时感应电动势的公式．在国际单位制中，
它们的单位满足：V=Tm2/s．
3．穿过闭合电路的磁通量变化时．
(1)参看前图，若导体ab在Δt时间内移动的位移是Δl，那么
式中lΔl是ab边在Δt时间内扫过的面积．lΔlsinθ是ab边在Δt时间内垂直于磁场方向扫过的有效面积．BlΔlsinθ是ab边在Δt时间内扫过的磁通量(磁感线的条数)，对于金属线框abcd来说这个值也就是穿过线框磁通量在Δt时间内的变化量ΔФ．这样(3)式可简化为
(2)在一般情况下，线圈多是由很多匝(n匝)线框构成，每匝产生的感应电动势均为(4)式的值，串联起来n匝，则线圈产生的感应电动势可用
表示．这个公式可以用精密的实验验证．这就是法拉第电磁感应定律的表达式．
(3)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．这就是法拉第电磁感应定律．
4．几个应该说明的问题．
(1)在法拉第电磁感应定律中感应电动势ε的大小不是跟磁通量Ф成正比，也不是跟磁通量的变化量ΔФ成正比，而是跟磁通量的变化率成正比．
(2)法拉第电磁感应定律反映的是在Δt一段时间内平均感应电动势．只有当Δt趋近于零时，才是即时值．
(3)公式ε=Blvsinθ中，当v取即时速度则ε是即时值，当v取平均速度时，ε是平均感应电动势．
(4)当磁通量变化时，对于闭合电路一定有感应电流．若电路不闭合，则无感应电流，但仍然有感应电动势．
(5)感应电动势就是电源电动势，是非静电力使电荷移动增加电势能的结果．电路中感应电流的强弱由感应电动势的大小ε和电路总电阻决定，符合欧姆定律．
(三)课堂小结
1．导体做切割磁感线运动时，感应电动势可由ε=Blvsinθ确定．
2．穿过电路的磁通量发生变化时，感应电动势由法拉第电磁感应定
3．感应电动势就是电源电动势．有关闭合电路相关量的计算在这里都适用．
4．同学们应该会证明单位关系：V =Wb/s．
?
五、教学说明
?
1．这一节课是从能的转化和守恒定律入手展开的，其目的在于渗透一点物理思想．
2．这一节课先讲动生电动势再过渡到感生电动势，其目的是隐含地告诉学生在某些情况下两者是一致的、统一的．
课件6张PPT。选修1-1.3.2 法拉第电磁感应定律复习提问：
1：要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？
（引导学生回答：这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的）
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？
（引导学生回答：电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在）引入新课：在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里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就相当于电源．
1：引导学生找出下图中相当于电源的那部分导体？?????????? 2：在电磁感应现象里，如果电路是闭合的，电路中就有感应电流，感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻．如果电路是断开的，电路中就没有感应电流，但感应电动势仍然存在．那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？今天我们就来研究这个问题． 分析：磁铁相对于线圈运动得越快—电流计指针偏转角度越大---感应电流越大---表明感应电动势越大．
磁铁相对于线圈运动得越快，即穿过线圈的磁能通量变化越快---表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．
演示实验：如图所示——导体切割磁力线产生感应电动势的实验示意．分析：导体切割磁感线的速度越大—电流计指针偏转角度越大—感应电流越大---表明感应电动势越大．
导体切割磁感线的速度越大，即穿过线圈的磁通量变化越快---表明：感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．
小结：感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系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．课 题： 法拉第电磁感应定律 类型：新授课
目的要求：知道什么是感应电动势。了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。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的问题。培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。
重点难点：
教 具：
过程及内容：复习：
1.要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？
这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的.
2.如果电路不是闭合的，电路中还有电流吗？电源的电动势还存在吗？
电路中没有电流，但电源电动势依然存在，电动势反映了电源提供电能的本领，与电路无关。
3.电路中存在持续电流的条件是什么？
（1）闭合电路；（2）有电源
4.什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？
利用磁场产生电流的现象
产生感应电流的条件是：
（1）闭合电路；（2）磁通量变化。
问题：在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流产生，那么是不是应该有电动势存在呢？
试从本质上比较甲、乙两电路的异同
相同点：两电路都是闭合的，有电流
不同点：甲中有电池（电源）
乙中有螺线管（相当于电源）
有电源就有电动势
一.感应电动势
1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、电源：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.
3、感应电动势和感应电流的关系：感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。
P46图3.1-2实验中（动画：1）
导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动的速度越快，产生的感应电流越大.
P47图3.1-3实验中(短片2与动画3）
向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大
综合：产生感应电流产生的条件：
闭合电路中的磁通量发生变化。
1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。
2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大
△φ=（Φ2-Φ1）
结论：感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关，即与磁通量的变化快慢有关.
二、法拉第电磁感应定律
我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。
大量实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律。
表达式 式中物理量都取国际单位时K=1
若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势为
实际工作中,为了获得较大的感应电动势,常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。
推论：导线切割磁感线时的感应电动势．
如图所示，导体由ab以v匀速移动到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化(( =BLv(t ，由法拉第电磁感应定律得：
说明：（1）V//B时， E=0（2）V垂直B时，E=BLV
三．电磁感应现象中能量是守恒的
法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的产生一定以消耗其他形式的能量为代价的.
今天,我们使用的电能从各种形式的能转化而来:水力发电,风力发电,火力发电……
各种获得大规模电能的实用方案都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的，不同的是如何推动发电机发电。
开门时线圈中会有电流吗？
分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着4个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？
小 结
一.感应电动势
电磁感应现象中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相当于电源。
二.法拉第电磁感应定律
课件23张PPT。法拉第电磁感应定律复习：1.要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的. 2.如果电路不是闭合的，电路中还有电流吗？电源的电动势还存在吗？ 电路中没有电流，但电源电动势依然存在，电动势反映了电源提供电能的本领，与电路无关。3.电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路；（2）有电源 4.什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是：
（1）闭合电路；（2）磁通量变化。利用磁场产生电流的现象问题：在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流产生，那么是不是应该有电动势存在呢？ 试从本质上比较甲、乙两电路的异同乙甲相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）有电源就有电动势1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、电源：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.一.感应电动势3、感应电动势和感应电流的关系：感应电动势是感应电流存在的必要条件，有感应电动势不一定有感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定有感应电动势。感应电动势的大小跟什么因素有关呢？ 导线切割磁感线，产生感应电流，导线运动的速度越快，产生的感应电流越大.P46图3.1-2实验中（动画：1） 向线圈插入条形磁铁，磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大P47图3.1-3实验中(短片2与动画3）1、当时间△t相同时,磁通量变化△φ越大,感应电流就越大,表明感应电动势越大。2、当磁通量变化△φ相同时,所用时间△t越短,感应电流就越大,表明感应电动势越大 感应电动势的大小跟磁通量变化△φ和所用时间△t都有关，即与磁通量的变化快慢有关.综合结论产生感应电流产生的条件：
闭合电路中的磁通量发生变化。△φ=（Φ2-Φ1）大量实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律。二、法拉第电磁感应定律表达式式中物理量都取国际单位时K=1 我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。 若闭合电路是一个n匝线圈，则相当于n个相同的电源串联，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，所以整个线圈的感应电动势为 实际工作中,为了获得较大的感应电动势,常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。推论：导线切割磁感线时的感应电动势． 如图所示，导体由ab以v匀速移动到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化?? =BLv?t ，由法拉第电磁感应定律得： 说明：
（1）V//B时， E=0
（2）V垂直B时，E=BLV三．电磁感应现象中能量是守恒的
法拉第电磁感应定律告诉我们:电能的产生一定以消耗其他形式的能量为代价的.
今天,我们使用的电能从各种形式的能转化而来:水力发电,风力发电,火力发电……水力发电站火力发电站亚洲最大的风力发电站新疆风力发电站新西兰地热发电站各种获得大规模电能的实用方案都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的，不同的是如何推动发电机发电。开门时线圈中会有电流吗？
分别给门的四角钉上大钉子，用电线沿着4个钉子绕制一个几十匝的大线圈，如图，线圈的两端连在一个电流表上，开门、关门时能不能发出电来？试试看！如果发电效果不明显，想一想，应该怎样改进？1.电路中感应电动势的大小，是由穿过这一电路的 所决定的。
a、磁通量
b、磁通量的变化量
c、磁通量的变化率
以上填空的三个选项，正确的显然是c，但你能说明选项a和b的含义吗？你认为当年安培实验的猜想是哪个选项？2、在图中，闭合矩形线圈不动，磁体在线圈中转动，如果磁体转动的速度不同，线圈中产生的感应电动势相同吗？3、两个匝数不同的线圈绕在同一个圆筒上，如图，它们的匝数nA>nB，当一个条形磁体穿过圆筒时，哪个线圈产生的感应电动势大些？答：在磁体转动时，线圈中会有变化的电动势，磁体转动速度不同时，感应电动势不同。答：穿过A、B线圈的磁通量的变化率可以认为是相同的，由于nA>nB ，所以EA>EB 。4、某自行车上有一个如图所示的装置，滚轮靠在自行车轮胎的边缘上。自行车行驶时，滚轮带着其中的磁体转动。这个装置有什么用途？答:当自行车运动时,轮胎带动滚轮运动,滚轮带动磁体转动.由于穿过该装置中的线圈的磁通量变化,线圈中就有感应电动势.线圈与小灯泡相连，就能点亮小灯泡。该装置可供晚间骑自行车照明用。5、桌面上放着一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度上竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb，把条形磁体竖放在桌面内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。
(1)把条形磁体从图中位置在0.5S内放到线圈内的桌面上；
(2)换用10匝矩形线圈，线圈子面积和原单匝线圈相同，把条形磁体从图中位置在0.1s内放到线圈内的桌面上。答：ΔΦ=0.12Wb-0.04Wb=0.08Wb(1)Δt=0.5s, n=1(2)Δt=0.1s, n=10一.感应电动势电磁感应现象中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相当于电源。二.法拉第电磁感应定律小 结第二节、法拉第电磁感应定律
教学目标：
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量和磁通量的变化率。
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的问题。
4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。
教学过程：
一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验： 实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程： 在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 ?实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程： 在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 ???????? 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢，它是磁通量的变化量 跟产生这个变化所用时间的比值。 问：如果时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量 变为Φ2。 在这段时间里磁通量的变化量是什么？(△Φ ＝Φ2－Φ1）；磁通量的变化率应该表示为什么？【△Φ/t=(Φ2－Φ1)/t】 二、法拉第电磁感应定律 说明：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。这就是法拉第电磁感应定律 问：该定律的数学表达式是什么？（E＝△Φ/△t） 问：E的单位是什么？（伏特） 磁通量的变化量的单位是什么？ （韦伯）和秒（s ) 说明：现在我们来探究一下多匝线圈的感应电动势，首先想一想．线圈的匝数与感应电动势可能有什么关系。一个闭合电路可以看做由1 个线圈组成。如果线圈是多匝的，由于每一匝线圈中都会产生感应电功势，在多匝线圈上产生的感应电动势要比l匝线圈产生的感应电动势大。我们仍然用前面的实脸装置 来研究．但这次选用匝数不同的两个线圈。 演示实验 实验装置：图3.1-3的装置，螺线管要准备10匝和100匝的两个 实验过程：实验时把条形磁铁插入一个10匝的线圈和从这个线圈中抽出，然后以相同的速度插入另一个匝数为100的线圈和从这个线圈抽出，比较电流表指针的偏转情况。 实验结论：匝数越多，感应电动势越大 说明：精确的实验告诉我们，在n 匝线圈组成的电路上，产生的感应电动势是E=n△Φ/△t 说明：在实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。 问：导体切割磁感线和磁铁插人线圈或从线圈中抽出过程中，能量转化情况如何？（机械能转化为电能）电池能量转化情况如何？（化学能转变成了电能） 说明：法拉第电磁感应定律进一步揭示了电与磁的相互联系，同时也告诉我们：电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的。今天，我们使用的电能从各种形式的能转化而来：风力发电，是把空气流动的动能转化为电能．水力发电，是利用水的机械能带动发电机来发电．火力发电，是利用石油、天然气或煤嫩烧时的内能，推动蒸汽轮机再带动发电机来发电，一随着社会对电力需求的不断增大，人们一直在探索获取电能的更好方法。但是到目前为止，各种获得大规模电能的实用方案，都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的，不同的只是如何来推动发电机而已。
第二节、法拉第电磁感应定律 ??????? 一、感应电动势 ??????? 1、感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势 ??????? 2、实验表明：感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。 ??????? 3、时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量 变为Φ2???????
磁通量的变化量：△Φ ＝Φ2－Φ1 ??????????????????磁通量的变化率：△Φ/t=(Φ2－Φ1)/(t2－t1) ??????? 二、法拉第电磁感应定律 1、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 2、单匝：E＝△Φ/△t???????????????? n匝：??? E=n△Φ/△t 3、发电：其他形式的能转化为电能 ?????????????????? 原理：法拉第电磁感应定律
