2024-2025學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)4法拉第電磁感應(yīng)定律2教案新人教版選修3-2

PAGE1-第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律課題法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)目標1.能夠運用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計算感應(yīng)電動勢的大小2.經(jīng)驗由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)推導(dǎo)E＝Blvsinθ的過程，加深學(xué)生對感應(yīng)電動勢物理本質(zhì)的理解3.培育學(xué)生對不同事物進行分析，找出共性與特性的辯證唯物主義思想教學(xué)重點理解并能應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)難點E＝Blv與E＝eq\f(ΔΦ,Δt)的區(qū)分與聯(lián)系項目及要求探究感應(yīng)電動勢的大小項目設(shè)置意圖法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。前面幾節(jié)是從感應(yīng)電流的角度來相識電磁感應(yīng)現(xiàn)象的，這節(jié)課以感應(yīng)電流為引子，在此進一步深化到感應(yīng)電動勢來理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以，在引課時通過一個例題引入，從而讓學(xué)生相識到有電流就得有電動勢，從而引入感應(yīng)電動勢的概念，然后采納讓學(xué)生自己動手做試驗，思索探討，老師引導(dǎo)找出規(guī)律的方法，使學(xué)生能夠深刻理解法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程。對于公式E＝Blvsinθ，讓學(xué)生自己依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，動手推導(dǎo)，使學(xué)生深刻理解。教學(xué)過程（項目實施——溝通展示——評價激勵）老師活動學(xué)生活動項目打算：閱讀教材，完成填空。指導(dǎo)調(diào)控：1．a(chǎn)、b兩圖中若電路是閉合的，有沒有電流？b圖中有電流時哪部分相當(dāng)于電源？2．線圈既然是電源，就肯定有電動勢，同時線圈的電阻即為電源的內(nèi)阻。圖b中，若電路不閉合，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出時,有無電流？有無電動勢？

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生改變，電路中就有感應(yīng)電動勢。有感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。感應(yīng)電動勢的大小跟哪些因素有關(guān)呢？3．請同學(xué)們對影響感應(yīng)電動勢大小的因素進行猜想。4．利用圖b裝置如何進行試驗探究①如何比較感應(yīng)電動勢的大?。竣谌绾蜗拗拼磐扛淖兞康拇笮『涂炻?？5．請同學(xué)們利用手中器材進行試驗

6．請同學(xué)們溝通試驗結(jié)果7．推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律表達式：①設(shè)t1時刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時間Δt=t2－t1內(nèi)磁通量的改變量為多少？磁通量的改變率為多少？

感應(yīng)電動勢的表達式如何表示？②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(xué)們可以課下自己證明），則上式可寫成③設(shè)閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量改變率都相同，這時相當(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?．磁通量Φ、磁通量的改變量△Φ、磁通量的改變率eq\f(ΔΦ,Δt)有何不同？9.例題：如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)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：①產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？

②當(dāng)導(dǎo)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？

拓展提升：磁通量改變的快慢用磁通量的改變率來描述，即單位時間內(nèi)磁通量的改變量，用公式表示為eq\f(ΔΦ,Δt)。可以發(fā)覺，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，E感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的改變率確定。

精確的試驗表明：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的改變率成正比，即E∝eq\f(ΔΦ,Δt)。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。E=neq\f(ΔΦ,Δt)與E=BLvsinθ的區(qū)分與聯(lián)系①探討對象不同：E=neq\f(ΔΦ,Δt)的探討對象是一個回路，而E=BLvsinθ探討對象是磁場中運動的一段導(dǎo)體。

②物理意義不同：E=neq\f(ΔΦ,Δt)求得是Δt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，當(dāng)Δt→0時，則E為瞬時感應(yīng)電動勢；而E=BLvsinθ，假如v是某時刻的瞬時速度，則E也是該時刻的瞬時感應(yīng)電動勢；若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢。

③E=neq\f(ΔΦ,Δt)求得的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動勢。整個回路的電動勢為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不肯定為零。④E=BLvsinθ和E=neq\f(ΔΦ,Δt)本質(zhì)上是統(tǒng)一的。前者是后者的一種特別狀況。但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運動時，用E＝BLvsinθ求E比較便利；當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生改變，用E=eq\f(ΔΦ,Δt)求E比較便利。自主完成1．感應(yīng)電動勢在_______________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(dǎo)體相當(dāng)于電源．若電路閉合，電路中有感應(yīng)電流；若電路不閉合，沒有感應(yīng)電流，但_______必定存在．2.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的________________成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律．若產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電路是一個有n匝的線圈，則穿過每匝線圈的磁通量改變率都相同．(2)公式：單匝E＝_____，n匝E＝_______.3．導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢(1)垂直切割：直導(dǎo)線在勻強磁場中做切割磁感線的運動時，假如運動方向與磁感線垂直，那么導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的大小與__________三者都成正比．用公式表示為E＝______.(2)非垂直切割：假如導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身是垂直的，但與磁感線方向有一夾角θ，我們可以把速度分解為兩個重量，垂直于磁感線的重量v1＝vsinθ，另一個平行于磁感線的重量不切割磁感線，對感應(yīng)電動勢沒有貢獻．所以這種狀況下的感應(yīng)電動勢為E＝_________.小組合作探究一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的本質(zhì)1．a(chǎn)圖中有電流。b圖中條形磁鐵插入或拔出時，有電流，線圈相當(dāng)于電源。2．類比a、b兩圖回答：

無電流，有電動勢。探究二：探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素3．猜想：

①與磁通量改變的大小有關(guān)②與磁通量改變的快慢有關(guān)4．①答：用電流表代替電阻，在閉合電路電阻肯定時，由閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流就越大，可用電流表示數(shù)表示感應(yīng)電動勢的大小。②答：當(dāng)同一條形磁鐵從線圈上某位置起先插入到另一位置，只要初、末位置相同，磁通量的改變量就相同。插入越快，磁通量改變就越快。5．兩位或多位同學(xué)合作進行試驗6．溝通試驗結(jié)果：

磁通量的改變量相同，插入越快，電流表示數(shù)越大，感應(yīng)電動勢越大。說明：感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的改變量的大小無關(guān)，與磁通量改變的快慢有關(guān)。結(jié)論：磁通量改變越快，感應(yīng)電動勢越大。探究三：法拉第電磁感應(yīng)定律表達式7.推導(dǎo)：①在時間Δt=t2－t1內(nèi)磁通量的改變量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的改變率為eq\f(ΔΦ,Δt)，感應(yīng)電動勢為E，則

E=keq\f(ΔΦ,Δt)②E=eq\f(ΔΦ,Δt)③E=neq\f(ΔΦ,Δt)8.①磁通量Φ是穿過某一面積的磁感線的條數(shù)；磁通量的改變量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量改變的多少，并不涉及這種改變所經(jīng)驗的時間；磁通量的改變率eq\f(ΔΦ,Δt)表示磁通量改變的快慢。

②當(dāng)磁通量很大時，磁通量的改變量△Φ可能很小。同理，當(dāng)磁通量的改變量△Φ很大時，若經(jīng)驗的時間很長，則磁通量的改變率也可能較小。

③磁通量Φ和磁通量的改變量△Φ的單位是Wb，磁通量改變率的單位是Wb／s。

④磁通量的改變量△Φ與電路中感應(yīng)電動勢大小沒有必定關(guān)系，穿過電路的△Φ≠0是電路中存在感應(yīng)電動勢的前提；而磁通量的改變率與感應(yīng)電動勢的大小相聯(lián)系，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，電路中的感應(yīng)電動勢越大，反之亦然。

⑤磁通量的改變率eq\f(ΔΦ,Δt)，是Φ-t圖象上某點切線的斜率。探究四：導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢9.①解析：設(shè)在Δt時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運動到a1b1，這時線框面積的改變量為ΔS=LvΔt

穿過閉合電路磁通量的改變量為

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得

E=eq\f(ΔΦ,Δt)=BLv

②解析：可以把速度v分解為兩個重量：垂直于磁感線的重量v1=vsinθ和平行于磁感線的重量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

交流展示1.只要穿過電路的磁通量發(fā)生改變，電路中就有感應(yīng)電動勢。有感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。2.感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的改變量的大小無關(guān)，與磁通量改變的快慢有關(guān)。3.法拉第電磁感應(yīng)定律表達式E=eq\f(ΔΦ,Δt)E=neq\f(ΔΦ,Δt)導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢E=BLvsinθ鞏固練習(xí)1.如圖所示，豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出，設(shè)整個過程中，棒的取向不變，不計空氣阻力，則金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小改變狀況應(yīng)是()A．越來越大B．越來越小C．保持不變D．無法判定作業(yè)布置教材“問題與練習(xí)”1至3題完成試驗紙上的內(nèi)容板書設(shè)計課題第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律項目：探究感應(yīng)電動勢的大小一、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素：

方法：限制變量法

結(jié)論：磁通量改變越快，感應(yīng)電動勢越大

二、法拉第電磁感應(yīng)定律

內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的改變率成正比。

公式：E=eq\f(ΔΦ,Δt)對n匝線圈E=neq\f(ΔΦ,Δt)三、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

E=BLvsinθ

教學(xué)反思鑒于學(xué)生對法拉第電磁感應(yīng)定律的深刻理解和嫻熟駕