法拉第电磁感应定律教案(4)3页

法拉第电磁感应定律
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）引人新课
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，现以速度对匀速拉出磁
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．
在匀速向外技金属线框的过程中，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 BIlv=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· sin θ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△t 时间内移动的位移是
△l，那么它的速度 v 即可表示为△v=△l/△t，（2）式ε
=Blvsin θ可以改写为
（3）
式中 l△l 是 ab 边在△t 时间内扫过的面积．lΔlsin θ
是 ab 边在Δt 时间内垂直于磁场方向扫过的有效面积． Bl
Δlsin θ是 ab 边在此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ΔΦ．
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Φ成正比，
也不是跟磁通量的变化量ΔΦ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 ta 一段时间内平均感应电动势．只有
当凸 t 趋近于零时，才是即时值．
（3）公式ε=Blvsln θ中，当 v 取即时速度则ε是即时值，...