法拉第电磁感应定律教案(2)5页

教学课题：法拉第电磁感应定律－－感应电动势的大小
教学目的:⒈理解感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量,并能判定其方向
 ⒉在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律,引导学生推导出 E=BLV
 ⒊培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的习惯
教学重点:法拉第电磁感应定律
教学难点:磁通量,磁通量的变化,磁通量的变化率的区别
教学方法:实验,讲授法
教学仪器:大型示教电流表和电压表,演示线圈,条形磁铁，开关，导线若干。
授课人：城东中学------龙娆媛
教学过程:
一、引入新课，并进行新课教学：
1．感应电动势
在《稳恒电流》一章的学习中，我们知道，导体中有持续电流的必要条件之一是
导体两端存在电势差，它是由电源的电动势产生的．上节课我们学习了电磁感应现
象，知道只要闭合电路中的磁通量发生了变化，闭合电路中就有电流产生，比较这
两个现象，共同点是电路中有电流产生，从产生电流的原因来分析，前者是由电源
电动势产生电流，那么后者呢？不难得出结论，在电磁感应现象中，闭合电路的电
流也应由电动势产生．在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势，为了加深理
解，我们看下面图 1。
比较图（a）与图（b），我们不难得出结论：图（b）中的虚线部分相当于图（a）
的电池的作用：使电路两端产
生电动势，从而让电路内出现
电流．
让学生按上节课图 17-4，图
17-5，图 17-6，找出相当于电源的
部分．
2．法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小．

感应电动势的大小与哪些因素有关呢？我们先看如图 2所示实验：
当开关 S断开时，在磁铁 N插人或拔出的过程中 V的指针偏转而 G的指针不
动．说明回路中无感应电流．但有感
应电动势，当回路中开关 S闭合时，
两表指针均偏转，说明回路闭合时有
感应电流也有感应电动势．
结论 1．无论电路闭合与否，只要
穿过回路中的磁通量发生变化，就会
在导体两端产生感应电动势，产生感
应电动势那部分导体就是电源．
当磁铁放人其中时，V表的指针不偏转，当磁铁插人与拔出时，V表的指针有
偏转，当磁铁插人或拔出的速度变大时（即磁通量变化越快时），指针偏转角度越
大（即感应电动势越大）．
结论 2．感应电动势的大小与磁通量的变化快慢，即磁通量的变化率大小有关，
就好像加速度大小与速度的变化快慢即速度的变化率大小有关一样．
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变化
率成正比．这就是法拉第电磁感应定律。写成数学表达式为：
式中 k为比例常数，当中的单位用韦伯（Wb）表示，t的单位用秒（s）表示，
感应电动势 E的单位用伏特(V)表示,k取 1，所以
图 2是一个 n匝线圈闭合电路，且穿过每个线圈的磁通量的变化率都相同，
由于 n匝线圈可看成 n个单匝线圈串联，就像 n个电池串联一样，故整个线圈的
感应电动势应为：
前面我们研究的是磁场中的磁感应强度 B发生变化引起的感应电动势，如果
t
SB
k
t
k
t
kE
∆
⋅∆⋅=
∆
Φ−Φ
⋅=
∆
∆Φ⋅= 12
t
E
∆
∆Φ=
t
nE
∆
∆Φ⋅=

磁场 B不变化，按 的要求 B不变就
必须 S变化，所以下面我们从法拉第电
磁感应定律来推导切割磁感线运动时，
感应电动势的表达式，
如图 3 所示，将矩形 abcd 放在磁感
强度为 B 的匀强磁场中，线框平面跟磁
感线垂直，设线框可动部分 ab 的长度为
L．以速度 向右运动，在 时间内由位
置 ab 移到位置 a1、b1，这时线框面积的变化量为 ，磁通量变化量
，代入公式
若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角 ，则速度垂直磁
感线的分量 对产生感应电动势有贡献，而速度
平行于磁感线的分量 对产生感应电动势无贡献，
故 E 的表达式为
如图 4所示。
式中 E 的单位为伏特（V），B 的单位为特斯拉
（T）,L 的单位为米（m）, 的单位为米每秒（m/s）
二、小结：
1、在电磁感应现象中产生的电动势，按其产生的原因不同可分为两种；
①导线切割磁感线运动时，由于 S变化而引起磁通量变化产生的感应电动势
称为动生电动势．
∆Φ
v t∆
tvLS ∆⋅⋅=∆
tvLB ∆⋅⋅⋅=∆Φ
Blv
t
tBlv
t
E ...