法拉第电磁感应定律教学设计

赵晓阳

摘要： 电磁感应的发现，在科学技术上具有划时代的意义。无论是在知识内容上，还是在社会实践中，都具有极其重要的意义。这就要求在教学中充分重视本节内容的讲授。本文从教学内容，法拉第电磁感应定律的重要意义，法拉第电磁感应定律的重要性、实用性，教学目标、教学手段、教学方法和教学过程等方面对法拉第电磁感应定律的教学进行教学设计。

关键词： 法拉第电磁感应定律教学设计楞次定律

一、法拉第电磁感应定律的内容。

法拉第的实验表明，不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电动势产生，这种现象称为电磁感应。

二、法拉第电磁感应定律的重要意义。

电磁感应现象与楞次定律是电磁学的最重大的发现之一，它的重要意义是：一方面，根据电磁感应和楞次定律的原理，人们制造了发电机，电能的大规模生产的远距离输送称为可能。另一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术、电磁记忆等方面都有着广泛的应用。这些重要意义决定了电磁感应、楞次定律在物理学中的重要地位。

三、从不同角度出发，说明法拉第电磁感应定律的重要性、实用性。

从知识发展来看：法拉第电磁感应定律既与电场、磁场、稳恒电流紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡、电磁波的基础，因此它既是教学重点又是教学难点。

从专业基础课的角度来看：通过调研机电系所开设的专业课《电工技术》这门课程，在该课本的第一章：电路基本知识；第三章：正弦交流电；第六章：磁路与变压器；第八章：电动机等内容中都应用到了法拉第电磁感应定律与楞次定律的相关内容。因此它作为专业基础课程内容之一是相当重要的。

四、教学目标。

根据教材对本节的要求，结合学生的心理特点和教学水平，本着面向学生，使学生发展的原则，确定本节课的教学目标是：

1.知识目标：使学生理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；使学生理解楞次定律的内容。

2.能力目标：（1）使学生会用法拉第电磁感应定律解答相关问题；

（2）使学生能够应用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向；

（3）培养学生对实际问题的分析和推理能力。

3.情感目标：通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。

五、教学手段与教学方法。

基于法拉第电磁感应定律、楞次定律的重要性，以及上述要实现的教学目标，本节课采取传统教学与多媒体教学相结合的教学手段。采取教师引导，学生自主探究的教学方法，在教学中尽量体现学生是学习的主人，即突出学生的主体地位。

六、教学过程。

1.复习提问。

（1）上节课中讲到在闭合导体回路中要产生恒定电流必须有（电源）存在，而电源的作用是提供恒定的（电动势）。

（2）什么是磁通量，怎样计算磁通量，磁通量的国际单位是什么？

（3）比奥—萨茷儿定律的内容是什么？依据比奥—萨茷儿定律计算得到的长直载流导线在周围空间产生的磁感应强度的大小是多少？（用公式表示）磁感应强度的方向怎样确定？

（4）通电螺线管是否能够产生磁场？通电螺线管中产生的磁场的强弱和什么因素有关？

2.学生思考问题，引入课题。

第六章讲述了电流的磁效应，即：电流能够产生磁场。（哪位科学家发现的电流的磁效应？）不少科学家考虑：磁场是否也能产生电流呢？许多科学家都开始对这个问题进行探索研究。

经过失败和挫折（1822-1831），法拉第终于发现了磁生电的规律，即法拉第电磁感应定律。

3.法拉第电磁感应定律实验。1831年法拉第总结出以下几种情况都可产生感应电流。

4.由实验总结法拉第电磁感应定律。1831年法拉第发现，当通过回路的磁力线根数（即磁通量）变化时，回路里就会产生感应电流。

5.法拉第电磁感应定律的内容。

当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会出现电流，这种现象称之为电磁感应，产生的电流称为感应电流。回路中的电动势称为感应电动势。

感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。

法拉第电磁感应定律的数学表达形式：ξ=

N匝线圈情况：ξ=Φ=，ξ==N

相当于N个电源串联的情况，总电动势为N个小电源电动势之和。

6.磁通可按不同方式变化。

磁场变化，回路静止产生感生电动势。磁场恒定，回路运动产生动生电动势。感生电动势和动生电动势都是感应电动势。

7.若回路的电阻为R，则回路中感应电流为：I== 。

8.例题。

例：通电长直导线与矩形线圈共面，且线圈的一边与长直导线平行，当长直导线中通有I=Isinωt电流时，求t=0时，线圈中的感应电动势。

解：在矩形线圈中取面积元ds=hdr，该处磁感应强度的大小为B==sinωt。

通过线圈的磁通量为Φ=dΦ=?蘩sinωt=sinωtln。

由法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势为ξ==lncosωt。

T=0时，感应电动势的大小为ξ=ln。

参考文献：

［1］李逎伯，张世良，李寿松等.物理学［M］.第二版.北京：高等教育出版社，2009.

［2］刘慧贤，王颖.教育学［M］.第一版.呼和浩特：内蒙古教育出版社，2003.

［3］陈录生，马剑侠.新编心理学（修订本）［M］.第一版.北京：北京师范大学出版社，2002.