人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE1第二章電磁感應第2節法拉第電磁感應定律教材分析法拉第電磁感應定律是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恒電流有緊密聯系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。它既是本章的教學重點，也是教學難點。教學目標1．理解感應電動勢的概念。2．理解法拉第電磁感應定律，并能夠運用法拉第電磁感應定律定量計算感應電動勢的大小。3．能夠運用E＝Blv或E＝Blvsinθ計算導體切割磁感線時的感應電動勢。4．掌握磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區別。教學重難點1．教學重點：法拉第電磁感應定律的建立和應用2．教學難點：對磁通量，磁通量的變化量和磁通量變化率的理解教學過程一、新課引入思考：讓學生思考并回答以下問題問題1：什么叫電磁感應現象？學生回答：利用磁場產生電流的現象問題2：產生感應電流的條件是什么？學生回答：（1）閉合電路（2）磁通量變化問題3：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。問題4：穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。感應電流的大小跟哪些因素有關？讓學生分組討論，進行大膽的猜想感應電流的大小跟這些因素有關學生回答：1．磁場強弱2．運動速度3．線圈匝數4．磁場方向與導體運動方向5．磁通量大小6．磁通量的變化率課件展示：實驗裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm，記錄電壓表的示數以及發生的現象。

分別改變線圈的匝數、磁體的強度，重復上面的實驗，得出定性的結論。一、電磁感應定律：1.內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率ΔΦ/Δt成正比。當電動勢單位為V，磁通量單位為Wb，時間單位為s時，k的取值為1.當線圈為n匝時2.法拉第電磁感應定律的理解(1)感應電動勢的大小由線圈的匝數和穿過線圈的磁通量的變化率共同決定，而與磁通量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系(2)磁通量的變化率對應Φ-t圖線上某點切線的斜率．思考與討論讓學生思考并回答以下問題：問題1：磁通量大，磁通量變化一定大嗎?問題2：磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎?教師總結：磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系:磁通量大(小，零)，磁通量的變化率不一定大(小，零)；磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).(可以類比速度、速度的變化和加速度.)應用法拉第電磁感應定律的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時，ΔΦ＝B·ΔS，則E=nΔBΔ(2)磁通量的變化是由磁場變化引起時，ΔΦ＝ΔB·S，則(3)磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時，則根據定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初通過以下例題讓學生學會運用公式例題1：有一個50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應電動勢。例題2：一個100匝的線圈，在0.5s內穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應電動勢。

二、導體切割磁感線運動時的感應電動勢1、導體垂直切磁感線動生電動勢：由于導體運動而產生的電動勢。2.導體斜切磁感線（θ為v與B夾角）若v//B：E=0（無切割）L應指切割磁感線的有效長度公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長度。練1：如圖所示，MN、PQ為兩條平行放置的金屬導軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為l，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為()A.I=BlvR B.I=3Blv2RC.I=Blv〖解析〗B與l、B與v是相互垂直的，但l與v不垂直，故l垂直于v的長度lsinθ即為有效切割長度，所以E=Blvsin60°=32Blv，由歐姆定律I=ER得I=3Blv2練2：如圖，一個水平放置的導體框架，寬度L=1.50m，接有電阻R=0.20Ω，設勻強磁場和框架平面垂直，磁感應強度B=0.40T，方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框滑動，框架及導體ab電阻均不計，當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導體ab上的感應電動勢的大小(2)回路上感應電流的大小〖解析〗(1)根據法拉第電磁感應定律，ab棒中的感應電動勢為:E=BLv=0.4×1.5×4=2.4V(2)感應電流大小為：3.導體轉動切割磁感線導體棒在磁場中轉動時，長為L的導體棒OA以端點為軸，在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉動產生感應電動勢

思考與討論如圖導體棒CD在勻強磁場中運動。自由電荷受洛倫茲力，自由電荷相當于紙面向哪個方向運動？（認為導體棒中的自由電荷是正電荷）導體棒一直運動下去，自由電荷是否總會沿著導體棒運動？為什么？導體棒哪段的電勢比較高？一段導線在做切割磁感線的運動時相當于一個電源，通過上面的分析可以看到，這時的非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體棒運動產生感應電動勢，電路中有電流通過，導體棒在運動過程中會受到安培力的作用。可以判斷，安培力的方向與推動導體棒運動的力的方向是相反的。這時即使導體棒做勻速運動，推力也做功。如果沒有推力的作用，導體棒將克服安培力做功而消耗本身的機械能教學反思本節課作為一節理論探究課，比較抽象，學生在學習本節知識時有一定的難度。所以如何化繁為簡，化抽象為具體，為本節課面對的難點之一，為此我通過把知識的理論推導過程通過定量探究的方式，引導學生實驗探究，通過控制變量法、轉化法、類比法等科學方法，讓學生在探究學習的過程中，既深刻的了解科學思想在研究物理規律的重要作用，又親身經歷動手實踐，直觀具體的體會探究物理規律的過程，真正做到了教學三維目標的全面落實。通過打破教材的限制，把這節理論探究課引導學生開展成實驗驗證探究課，是本節的亮度，更是突破難點的巧妙所在。第二章電磁感應第2節法拉第電磁感應定律教材分析法拉第電磁感應定律是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恒電流有緊密聯系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。它既是本章的教學重點，也是教學難點。教學目標1．理解感應電動勢的概念。2．理解法拉第電磁感應定律，并能夠運用法拉第電磁感應定律定量計算感應電動勢的大小。3．能夠運用E＝Blv或E＝Blvsinθ計算導體切割磁感線時的感應電動勢。4．掌握磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區別。教學重難點1．教學重點：法拉第電磁感應定律的建立和應用2．教學難點：對磁通量，磁通量的變化量和磁通量變化率的理解教學過程一、新課引入思考：讓學生思考并回答以下問題問題1：什么叫電磁感應現象？學生回答：利用磁場產生電流的現象問題2：產生感應電流的條件是什么？學生回答：（1）閉合電路（2）磁通量變化問題3：試從本質上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。問題4：穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。感應電流的大小跟哪些因素有關？讓學生分組討論，進行大膽的猜想感應電流的大小跟這些因素有關學生回答：1．磁場強弱2．運動速度3．線圈匝數4．磁場方向與導體運動方向5．磁通量大小6．磁通量的變化率課件展示：實驗裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm，記錄電壓表的示數以及發生的現象。

分別改變線圈的匝數、磁體的強度，重復上面的實驗，得出定性的結論。一、電磁感應定律：1.內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率ΔΦ/Δt成正比。當電動勢單位為V，磁通量單位為Wb，時間單位為s時，k的取值為1.當線圈為n匝時2.法拉第電磁感應定律的理解(1)感應電動勢的大小由線圈的匝數和穿過線圈的磁通量的變化率共同決定，而與磁通量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系(2)磁通量的變化率對應Φ-t圖線上某點切線的斜率．思考與討論讓學生思考并回答以下問題：問題1：磁通量大，磁通量變化一定大嗎?問題2：磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎?教師總結：磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無直接關系:磁通量大(小，零)，磁通量的變化率不一定大(小，零)；磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).(可以類比速度、速度的變化和加速度.)應用法拉第電磁感應定律的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時，ΔΦ＝B·ΔS，則E=nΔBΔ(2)磁通量的變化是由磁場變化引起時，ΔΦ＝ΔB·S，則(3)磁通量的變化是由面積和磁場變化共同引起時，則根據定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初通過以下例題讓學生學會運用公式例題1：有一個50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應電動勢。例題2：一個100匝的線圈，在0.5s內穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應電動勢。

二、導體切割磁感線運動時的感應電動勢1、導體垂直切磁感線動生電動勢：由于導體運動而產生的電動勢。2.導體斜切磁感線（θ為v與B夾角）若v//B：E=0（無切割）L應指切割磁感線的有效長度公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長度。練1：如圖所示，MN、PQ為兩條平行放置的金屬導軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為l，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為()A.I=BlvR B.I=3Blv2RC.I=Blv〖解析〗B與l、B與v是相互垂直的，但l與v不垂直，故l垂直于v的長度lsinθ即為有效切割長度，所以E=Blvsin60°=32Blv，由歐姆定律I=ER得I=3Blv2練2：如圖，一個水平放置的導體框架，寬度L=1.50m，接有電阻R=0.20Ω，設勻強磁場和框架平面垂直，磁感應強度B=0.40T，方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框滑動，框架及導體ab電阻均不計，當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：(1)導體ab上的感應電動勢的大小(2)回路上感應電流的大小〖解析〗(1)根據法拉第電磁感應定律，ab棒中的感應電動勢為:E=BLv=0.4×1.5×4=2.4V(2)感應電流大小為：3.導體轉動切割磁感線導體棒在磁場中轉動時，長為L的導體棒OA以端點為軸，在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉動產生感應電動勢

思考與討論如圖導體棒CD在勻強磁場中運動。自由電荷受洛倫茲力，自由電荷相當于紙面向哪個方向運動？（認為導體棒中的自由電荷是正電荷）導體棒一直運動下去，自由電荷是否總會沿著導體棒運動？為什么？導體棒哪段的電勢比較高？一段導線在做切割磁感線的運動時相當于一個電源，通過上面的分析可以看到，這時的非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體棒運動產生感應電動勢，電路中有電流通過，導體棒在運動過程中會受到安培力的作用。可以判斷，安培力的方向與推動導體棒運動的力的方向是相反的。這時即使導體棒做勻速運動，推力也做功。如果沒有推力的作用，導體棒將克服安培力做功而消耗本身的機械