2.2法拉第电磁感应定律 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

《法拉第电磁感应定律》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标：

1. 了解感应电动势、磁通量变化等物理量，对其在电磁感应问题分析中的作用有较清晰的认识。
2. 通过实验探究影响感应电动势大小的因素，掌握进行探究实验的方法，提升学生的科学探究能力。
3. 理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，能依据问题情境灵活处理表达式中磁通量变化的表达方法，提升学生思维的思辨性和灵活性，促进学生科学思维能力的提高。
4. 从能量观念分析导线切割磁感线运动中产生感应电动势的物理本质，培养严谨的科学态度。

教学重点：

1. 感应电动势的概念；
2. 法拉第电磁感应定律的理解。

教学难点：

法拉第电磁感应定律的理解

教学方法：

演示实验，讨论、讲授。

课时安排：2课时

问题引入：

（1）什么是电磁感应现象？

（2）产生感应电流的条件是什么？

（3）下图所示的两个电路，闭合电路，电流表指针都能发生偏转，请比较两个电路的异同。

新课教学：

一、影响感应电动势大小的因素

【实验与探究】

如图所示。将螺线管用导线与电表连接，依次用1根条形磁铁快速插入或拔出螺线管、用2根条形磁铁分别快速和慢速插入或拔出螺线管，以定性描述的方式记录实验结果。

 

 

 

实验结果说明：①磁铁相对线圈运动的快慢不同时，磁通量变化的快慢不同；

②由于产生感应电流的闭合回路情况没有变化，所以感应电流的大小的变化反映了感应电动势的大小的变化。

结论：感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。

 

二、法拉第电磁感应定律

1、内容：电路中感应电动势的大小，与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

磁通量：线圈平面与磁场方向垂直时，

磁通量的变化：（磁通量变化的三种情况）

磁通量的变化率：

2、表达式：，采用国际单位制的单位，比例系数，表达式写成。

当线圈有匝，则可以看成由个单匝线圈串联而成，穿过每匝线圈的磁通量变化率是相同的，表达式为：

3、感应电动势的单位：伏特（V）

 

例题1：有一个1000匝的线圈，在0.4 s内通过它的磁通量从0.02 Wb增加到0.09 Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω， 把一个电阻为990 Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？

 

三、导线切割磁感线时的感应电动势

情境：如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有相距为的两平行金属导轨和。间串联一电流计，两导轨所在平面与磁感线垂直。导线放在导轨上，与两导轨垂直，此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线以速度向右运动，在时间内，由原来的位置移到.

【思考问题】（1）这个过程，闭合回路的面积变化量是多少？

（2）穿过闭合电路磁通量的变化量是多少？

（3）导线做切割磁感线产生的感应电动势是多少？

（4）如图所示，如果导线的运动方向与磁感线方向不垂直，那怎样计算感应电动势的大小？

 

【讨论与交流】（1）公式和公式有和区别？

（2）如图所示，导线做切割磁感线运动，能量是如何转化的？所产生的电能与克服安培力所做的功之间有什么关系？

 

例题2：如图所示，电阻为0.1 Ω的导体棒沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻为0.4 Ω。线框放在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度为0.4 m，运动的速度为5 m/s。线框的电阻不计。

（1）电路中哪部分相当于电源？电动势多大？内阻多大？哪个位置相当于电源的正

极？哪一部分相当于闭合电路中的外电路？

（2）棒向右运动时所受的安培力有多大？

（3）棒所受安培力的功率有多大？电阻的发热功率有多大？电阻发热功率有多

大？从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。