教学案：高中课程标准.物理选修3-2 主备人：
4.4法拉第电磁感应定律
班级： 姓名： 组号： 一、教学目标
1. 知道感应电动势的概念；
2. 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区分Φ、ΔΦ和3. 理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式； 4. 知道公式E =BLvsinθ的推导过程，能够理解En
； t
和E=BLvsin的区别与联t
系并会用公式解决问题。
教学重点：法拉第电磁感应定律。
教学难点：对磁通量的变化与磁通量变化率的理解。 二、预习导学 1．感应电动势
在 中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于 。 2．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 成正比。 （2）表达式
对单匝线圈E= ，k为比例系数，国际单位制中k=1，上式可简化为E= ，对n匝线圈E= 。 （3）单位
在国际单位制中，感应电动势E的单位是。 3．导体切割磁感线时的感应电动势
(1)导体在匀强磁场中运动，当磁感应强度B、导线的长度L和导体运动速度v两两垂直时，E= ；当B与L垂直，L与v垂直，但v与B的夹角为时，E= 。 4．反电动势
电动机转动时产生的感应电动势总要 电源产生的电流,这个电动势叫反电动势。
三、问题引领，知识探究 （一）感应电动势的概念
问题1：试从本质上比较甲、乙两电路的异同？
（二）法拉第电磁感应定律
问题2：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
问题3：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
问题4：在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
问题5：请用一句话总结出感应电动势的大小与什么因素有什么的关系，并试着用数学方式表达出来？
问题6：磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ和磁通量变化率
分别用来描述什么，它们与电磁t
感应有什么样的关系？
例题1：匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。
解析：
0.150.10
V0.5Vt0.1
En
100Vt
I
E
2AR
练习1：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？
（三）导体切割磁感线时的感应电动势
问题7：导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
问题8：若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)，如下图所示，求产生的感应电动势？
问题9：E n 和 E BLv sin 这两个公式有什么区别和联系？
t
（四）反电动势
问题10：如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
四、目标检测
1．下列说法正确的是（ ）
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 2．下列说法中正确的有（ ）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流和感应电动势 D．线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流，但有感应电动势
3．一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势？
4．如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，•框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R＝0.2Ω，不计阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m／s)
5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁 A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大、
C．图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大 五、分层配餐
（一）A组题（基础题）
1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是 （ ）
A．阻碍引起感应电流的磁通量；
B．与引起感应电流的磁场反向；
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化； D．与引起感应电流的磁场方向相同。
2.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则 （ ）
A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2V
C.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2V D.线圈中感应电动势始终为2V
3．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是( )
A Ua＜Ub＜Uc＜Ud B Ua＜Ub＜Ud＜Uc C Ua＝Ub＜Uc＝Ud D Ub＜Ua＜Ud＜Uc
4.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如右图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间如右图乙变化时，图3/s 中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 （ ）
图乙
2222 EE
EE
-E-E-E
-E -2
-2-2-2
A． B． C． D．
（二）B组题（巩固题）
1.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是( )
A．0～2s B．2～4s C．4～6s D．6～10s
2．如 下图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是 （ ）
A．Bdv
R
B．Bdvsin
R
R
C．Bdvcos D．Bdv
RsinR
（三）C组题（提高题）
1．如下图所示，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是 （ D ）
A．所用拉力大小之比为2:1
B．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C．拉力做功之比是1:4 D．线框中产生的电热之比为1:2
2．如下图所示，a、b是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a棒以4.5J的初动能，使之向左运动，不计导轨的电阻，则整个过程a棒产生的最大热量是（ A ）
A．2J C．3J
B．1.5J D．4.5J
教学案：高中课程标准.物理选修3-2 主备人：
4.4法拉第电磁感应定律
班级： 姓名： 组号： 一、教学目标
1. 知道感应电动势的概念；
2. 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区分Φ、ΔΦ和3. 理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式； 4. 知道公式E =BLvsinθ的推导过程，能够理解En
； t
和E=BLvsin的区别与联t
系并会用公式解决问题。
教学重点：法拉第电磁感应定律。
教学难点：对磁通量的变化与磁通量变化率的理解。 二、预习导学 1．感应电动势
在 中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于 。 2．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 成正比。 （2）表达式
对单匝线圈E= ，k为比例系数，国际单位制中k=1，上式可简化为E= ，对n匝线圈E= 。 （3）单位
在国际单位制中，感应电动势E的单位是。 3．导体切割磁感线时的感应电动势
(1)导体在匀强磁场中运动，当磁感应强度B、导线的长度L和导体运动速度v两两垂直时，E= ；当B与L垂直，L与v垂直，但v与B的夹角为时，E= 。 4．反电动势
电动机转动时产生的感应电动势总要 电源产生的电流,这个电动势叫反电动势。
三、问题引领，知识探究 （一）感应电动势的概念
问题1：试从本质上比较甲、乙两电路的异同？
（二）法拉第电磁感应定律
问题2：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
问题3：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
问题4：在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
问题5：请用一句话总结出感应电动势的大小与什么因素有什么的关系，并试着用数学方式表达出来？
问题6：磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ和磁通量变化率
分别用来描述什么，它们与电磁t
感应有什么样的关系？
例题1：匝数为n＝200的线圈回路总电阻R＝50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁通量Φ随时间变化的规律如图所示，求：线圈中的感应电流的大小。
解析：
0.150.10
V0.5Vt0.1
En
100Vt
I
E
2AR
练习1：有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？
（三）导体切割磁感线时的感应电动势
问题7：导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，长为L的导体棒ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
问题8：若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁感线)，如下图所示，求产生的感应电动势？
问题9：E n 和 E BLv sin 这两个公式有什么区别和联系？
t
（四）反电动势
问题10：如果所示，通电线圈在磁场中受力转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
四、目标检测
1．下列说法正确的是（ ）
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 2．下列说法中正确的有（ ）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流和感应电动势 D．线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流，但有感应电动势
3．一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势？
4．如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，•框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R＝0.2Ω，不计阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m／s)
5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁 A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大、
C．图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大 五、分层配餐
（一）A组题（基础题）
1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是 （ ）
A．阻碍引起感应电流的磁通量；
B．与引起感应电流的磁场反向；
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化； D．与引起感应电流的磁场方向相同。
2.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则 （ ）
A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2V
C.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2V D.线圈中感应电动势始终为2V
3．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是( )
A Ua＜Ub＜Uc＜Ud B Ua＜Ub＜Ud＜Uc C Ua＝Ub＜Uc＝Ud D Ub＜Ua＜Ud＜Uc
4.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如右图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间如右图乙变化时，图3/s 中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 （ ）
图乙
2222 EE
EE
-E-E-E
-E -2
-2-2-2
A． B． C． D．
（二）B组题（巩固题）
1.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是( )
A．0～2s B．2～4s C．4～6s D．6～10s
2．如 下图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是 （ ）
A．Bdv
R
B．Bdvsin
R
R
C．Bdvcos D．Bdv
RsinR
（三）C组题（提高题）
1．如下图所示，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是 （ D ）
A．所用拉力大小之比为2:1
B．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C．拉力做功之比是1:4 D．线框中产生的电热之比为1:2
2．如下图所示，a、b是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a棒以4.5J的初动能，使之向左运动，不计导轨的电阻，则整个过程a棒产生的最大热量是（ A ）
A．2J C．3J
B．1.5J D．4.5J