电磁感应教学设计

课题电磁感应现象

教学分析教

材

分

析

本节内容是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。它揭示了磁和电的内在联系，教材先让学生了解了法拉第发现电磁感应现象的艰难历程，后通过实验探究的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

学

情

分

析

学生已知道电流的磁效应——奥斯特实验，掌握了磁场的基本知识，理解了磁通量的概念，初中时也已经学习了闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的知识，自然会激发起他们继续探究感应电流产生的条件的兴趣和热情，而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础和一定的探究、分析与归纳的能力，对本节课设计探究实验经教师指导和小组合作，应该能够顺利完成。

教学目标

知识与技能了解法拉第发现电磁感应现象的曲折历程。

知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件。

过程与方法学会通过实验观察、记录实验结果、分析论证、得出结论的科学探究方法。

情感、态度与

价值观

1、通过对电磁感应现象的发现历程的学习，体会人类探索自然规律

的科学态度和科学精神。

2、通过学习产生“磁生电”的条件，养成探究物理规律的良好习惯，

提高自身的素养。

教学重点难点重点：通过实验探究感应电流的产生条件。

难点：组织学生完成电磁感应现象的实验，归纳总结出产生感应电流的条件。

教学方法及手段（1）教师启发、引导学生先自主阅读法拉第发现电磁感应现象的艰难历程，后让学生经历探究“感应电流产生的条件”的过程，即提出问题---设计实验---采集数据---交流反馈---分析归纳---得出结论---实践应用。学生在教师的指导下主动思考、主动探索、亲身体验，从而体会科学探索中的艰辛，领悟其中的方法，激发学生的求知欲，提高学生的科学素养。

（2）以探究实验为主线，结合演示实验，设置合适的问题教学，以多媒体课件、电子白板辅助教学。

教学媒体条形磁铁、灵敏电流计、演示电表、线圈、原副线圈、滑动变阻器、、蹄形磁铁、电建、导线、干电池、微电流放大器、奥斯特演示仪（自制）、螺线管、PPT课件

教学

流程

图

教学过程设计

教学流程学生活动设计意图（一）新课引入

【演示1】演示生活中的普通手电筒和手压式手电筒发光

手压式手电筒没有电池，但能够发光，它的电是从哪来的？要观察现象

并思考问

以生活中的现

象为切入点，创

设情境，迅速吸

创设情景引入新课演示实验

提出问题

设计实验

进行实验

成果展示

分析归纳

得出结论

反馈练习

巩固新知

游戏活动

拓展应用学以致用，首尾呼应

（二）进行新课

1、法拉第发现电磁感应的艰难历程

下面请同学们看一个实验，介绍仪器。【演示2】演示奥斯特实验

提问：小磁针为什么动了？（学生答：电流的周围产生了磁场）是谁发现的？（丹麦物理学家奥斯特）

这个发现震动了整个科学界，不少科学家都在思考一个问题。让学生猜一猜科学家思考什么问题。（告诉学生当时的科学界流行对称性思考问题的发法）（学生答：磁能否生电？）当时的法拉第和你们想的一样，并且用了10年的时间研究这个问题，最终摘得了电磁感应的桂冠。下面我们来了解法拉第发现电磁感应的过程。

指导学生根据阅读提纲自主阅读教材7—9页的内容（课件展示提纲）

①法拉第为什么近十年的时间没有取得大的突破？

——思维定势路漫长

②法拉第最终如何获得了突破？发现了什么？

——偶然发现犹迷茫，深入探究得真谛

③体会法拉第研究问题所表现出来的探索精神。

师生共同分析：通过阅读，我们可以将法拉第的研究思路概括为两方面：

一是在静态中研究，但由于思维定势的限制，致使近十年的时间没有取得大的突破。（展示电路图）

二是转变思维方式，既

然静态不行，就在变化

中探究：偶然发现犹迷

茫，深入探究得真谛，

最终通过大量的实验发

现了磁能够产生电。（展

示电路图）观察实验

现象，回

答问题

阅读教材

内容，思

考提纲中

的问题

念，激发学生的

学习兴趣

通过演示奥斯

特实验说明“电

能生磁”，接着

提出“磁能否生

电”的问题，从

而自然地引入

法拉第发现电

磁感应现象的

艰难历程

１、了解法拉第

探究发现电磁

感应的艰难历

程。

２、通过法拉第

深入的研究历

程培养学生不

怕困难，勇于探

索的精神。

3、让学生从中

体会到科学不

能浅尝辄止，只

有不畏艰辛、勇

于攀登、力求进

取的人，才能获

得最后的胜利，

以培养学生热

爱科学、尊重科

学、为科学而执

着追求的精神。

至此，经过十年的努力，法拉第终于找到了“磁能否生电”的金钥匙，并总结了磁能够产生电的现象的原因：

“把磁转变为电”不是一种稳态效应，而是一种在变化、运动过程中才会出现的效应。这种“变化”、“运动”概括为：变化的电流、变化的磁场、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。

法拉第把这种由磁得到电的现象叫做电磁感应现象。在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。

下面我们就沿着法拉第的思路进一步来探究感应电流产生的条件。

2、探究感应电流产生的条件

（1）指导学生沿着法拉第的思路，利用老师提供的实验器材设计实验并完成探究感应电流产生的条件。

①学生分组实验

学生根据教材要求完成实验，并完成实验记录单。教师巡视指导，发现个别问题个别解决，共性问题全班解决。

②成果展示（利用电子白板的书写功能辅助教学，让学生填写实验结果）

③引导分析，归纳总结知道磁能

产生电的

几种情

况，知道

什么是电

磁感应现

象

完成实验

探究过程

并填写实

验记录单

各组上黑

板填写试

验结果进

行交流

培养实事求是

的科学态度和

勇于解决困难

的优良品质，培

养良好的实验

习惯

让学生发表自

己的探究成果，

体验成功的喜

悦

让学生经历从

现象到本质的

思维过程，认识

到所有能产生

感应电流的条

件在本质上是

相同的

a、请同学们注意观察，三个实验电路中电流计所在的电路都有一个共同的特点，是什么？（闭合回路）

b、这三个实验表象各不相同，但都能产生感应电流，他们在本

质上是否有共同的特点？（各小组之间可以互相讨论）（学生可能答磁通量的变化）

（根据学生回答的情况复习磁通量的概念及改变磁通量的方法，并结合三个实验电路图分析在这个三个实验中是“谁”引起了磁通量的变化）

④得出结论

不论什么方式，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生

（2）感应电流产生的条件（课件展示，并强调两个条件）

只要穿过闭合电路

．．．．的磁通量发生变化

．．．．．．．，闭合电路中就有感应电流。

3、前后呼应，学以致用

手压式手电筒的电从哪里来的？让学生利用所学的知识进行解释。

（三）反馈练习，巩固新知（课件展示）

（四）课堂小结

本节课我们沿着法拉第的思路通过实验探究得出了感应电流产生的条件，即只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流。

（五）游戏活动，拓展应用

【演示3】同学们都玩过跳绳比赛，现在用导线代替跳绳，并把导线的两端接到演示电表，在绕绳过程中，会有什么现象？如何解释？（请两名学生帮忙演示）

（六）布置作业看实验电

路图并思

考回答老

师提出的

问题

识记理解

感应电流

产生的条

件，两者

缺一不

可。

回答问题

完成练习

聆听老师

的总结，

回忆本节

课知识获

得的过程

和方法

观察实验

现象并思

考问题

前后呼应，用学

过的知识解决

生活中的问题，

既巩固了新知

识又与生活联

系起来，激发学

生学习的兴趣

巩固加深所获

得的知识与方

法。

通过地磁场产

生感应电流的

游戏活动结束

本节课，即对本

节课进行了拓

展应用，又活跃

了课堂气氛

板书设计一、法拉第发现电磁感应的艰难历程

二、探究感应电流产生的条件

1、实验探究

①闭合回路

2、条件：

②磁通量发生变化

课后反思《课程标准》强调“以培养科学素养为宗旨”，“以探究学习为核心”。即通过科学教育使学生逐步领会科学的本质，乐于探究，培养他们对科学的兴趣和求知欲。而本节课是在渗透物理学史的教学活动中进行的。借助于物理学史这一载体，让学生体验科学探索的艰辛，体会法拉第的研究思路与方法，充分感悟法拉第的科学方法和科学精神，从而很好地启迪学生的心灵，培养并提高学生的科学素养和探究能力。为达到上述目的，教学中采用引导和活动相结合的形式，让学生尽量多地参与到课堂活动中来。通过自主、探究、合作的学习方式，以探究实验为主线，结合演示实验，设置合适的问题教学，以多媒体课件、电子白板辅助教学，最后以游戏活动拓展教学，提高学生的

附：

实验记录单

实验电路图实验基本步骤有无感应电流I

1、连接电路。

2、开关闭合瞬间；

3、开关断开瞬间；

4、开关闭合时，滑动变阻器不动；

5、开关闭合时，迅速移动滑动变阻

器的滑片；

6、开关闭合时，A线圈插入B线圈；

1、连接电路。

2、磁铁插入线圈中；

3、磁铁从线圈中抽出；

4、磁铁在线圈中静止不动；

1、连接电路。

2、导体棒AB左右运动时（即切割

磁感线）；

3、导体棒AB上下运动时（即运动

方向与磁感线平行）；

附：法拉第发现磁生电的过程

英国的法拉第（ M.Faraday 公元 1791 — 1867 ）是十九世纪电磁研究领域中最伟大的实验家。

法拉第是一个铁匠的儿子。按他自己的话说：“我所受的教育是最平常的，比在普通的学校中基本的读、写、算多不了多少，我课外的时间还消耗在家里和街道上。”他 13 岁开始，在离家不远的书店和装订厂当童工，成为一名装订学徒工。法拉第十分喜爱阅读经他手的科学书籍。工余之后，法拉第还做些简单的化学实验，每周花上几个便士买些简单用品。

19 岁时，他在晚上还常抽空夫听关于自然哲学的讲座，法拉第的哥哥对他很支持，为他支付入场费用。 21 岁时，法拉第幸运地听了化学大师戴维（ H.Davy ，公元 1778 —1829 ）在皇家研究院的四次演讲。这时。法拉第已经成为工厂的正式装订工，但法拉第渴望到科学研究部门里工作。在他想象中，科学部门里的学者一定是和蔼可亲心胸宽广的人。这个想法促使法拉第迈出了人生道路上关键的一步。他大胆地给戴维写了封信，表示了自己想到戴维门下工作的意愿，并将听戴维的演讲所作的工整的笔记也寄了去。戴维收到法拉第的信和笔记本后，受到感动，给法拉第复信，接受了他的请求。 1813 年，法拉第 22 岁，在英国皇家研究院当了戴维的助手。那年秋天，戴维外出旅行，法拉第作为戴维夫妇的秘书随同前往。他们游历了法国、意大利、瑞士等国， 1815 年法拉第回到皇家研究皖。这次长达两年的旅游经历，使法拉第长了不少见识。回国后，法拉第开始了自己的独创性的研究工作。 1821 年， 30 岁的法拉第才结婚。这期间，法拉第已经在化学、光学和声学诸方面取得了很多研究成果，大多数科学家决定推举他为皇家学会会员，而妒忌心却使学会主席戴维反对他的学生当选，然而主席职位的权威未能压住法拉第， 1824 年法拉第被选为皇家学会会员。法拉第并不计较恩师的忌妒心，他总是怀着敬慕的心情称颂戴维的天才，讲到在他早期的科学生涯中，恩师对他的启迪和教诲。 1825 年，法拉第任皇家研究院院长。

19 世纪二十年代，欧洲的科学杂志已有不少，奥斯特的发现及其它有关电的磁方面的实验及理论研究成果传播到了欧洲各国。面对他国的科学成就，英国著名杂志《哲学年鉴》的主编不甘落后，于 1821 年特意邀请化学家戴维撰写文章，综述奥斯特发现以来一年中电磁学实验与理论的进展概况。戴维把此事交给了法拉第。在收集资料的过程中，激起法拉第对电磁现象要进行研究的极大热情，这样，法拉第就从其它研究课题逐渐转向电磁学方面。

1821 年 9 月 3 日，法拉第重复了奥斯特的实验，他将小磁针放在栽流导线周围的不同地方，发现小磁针的磁极受到电流作用后，有沿着环绕导线圆周旋转的倾向，这比奥斯特的实验前进了一步。据此法拉第还做出了一种磁旋转器。

法拉第仔细分析了电流产生磁效应的许多现象，他认为电流与磁的作用应有几个方面，那就是电流对磁，电流对电流，磁对电流等。在他之前，已经发现了电流产生磁的作用，电流对电流的作用。那么反过来，磁对电流有什么作用呢 ? 法拉第认为既然磁铁可以使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体感应出电荷，那么电流也应当可以在近旁线圈中感应出电流。 1822 年法拉第在日记中写下了他的光辉思想：“磁能转化成电。”从这一年起，法拉第对此进行了系统的探索。开始，他简单地认为用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳定的电流，或者在一根导线里通上电流，在附近的导线中也会产生稳定的电流。按照这条思路，他进行了下述实验。

1825 年，法拉第将一根导线放在另一根导线附近，前一根导线用一个电流计连接起来成为一个闭合回路，后面一个导线中通电流，观测闭合回路，结果没有任何电流显示。

1828 年，法拉第做了另一个实验。用悬丝将绝缘棒中部拴住，使绝缘棒水平无扭转地悬挂着，棒的一端固定了一个铜质闭合线圈，另一端固定一个小的重物配重，用一块条形强磁铁的一极放入线圈内。法拉第认为，如果磁铁对线圈有作用，产生感应电流，这时若再将第二块磁铁靠近线圈，则线圈便会在水平面内转动。但任何转动也未观察到。法拉第又用铜质开环（铜环开个小口），又换铂、银材料做的闭环和开环重复做这一实验，仍然没有观察到感生电流的任何迹象。

法拉第做了近十年的“磁生电”实验。在工作日记中写下了大量的毫无结果的失败记录，厚厚的日记册正是法拉第百折不回、坚持奋斗的见证。他的日记，也记载了科学预见的光辉思想。法拉第坚持写工作日记几十年，直到生命的终结，这在科学史上，也是少见的。

1831 年 8 月，法拉第再一次回到“磁生电”这一重大课题上来。他以往的失败，都在于只研究稳定状态效应，思想上还没有暂态（持续时间很短）效应的概念，更没有去创造条件展现暂态效应。这次法拉第在一只软铁环上绕以两组线圈A 、 B ，线圈 B 与一电流计连接，当线圈 A 与电池组（由 10 只电池组成）相连的瞬间，电流计的指针偏转了一下，然后又回到原来位置。当线圈 A 与电池组断开时，指针又偏转了一下再回到原来指零位置。法拉第并没有立刻领悟到达一现象的重要意义，只是开始意识到这是一种暂态效应。

同年 9 月 24 日，法拉第将两根条形磁铁支成三角形，即一端的 N 极和 S 极拼在一起成三角形顶用，下端 S 极和 N 极分开，其间安放绕在铁质因往体上的螺旋线圈，线圈与电流计相连。他观察到，每当线圈跟下端的 N 极或 S 极接触一下，或脱离一下，电流计指针就偏转一下。这时法拉第觉察到，这效应和他 8 月份做的实验所显示的效应相似，他立即想到这就是寻找了将近十年的“磁生电”现象。

10 月 1 日，法拉第满怀信心地再次实验。为使效应更加明显，他加大电流，加多绕组线圈。法拉策把长约 186 米用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上，再于绕组线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组和电流计连接，另一个绕组和 100 对金属极组成的电池组连接。他发现，当电键 K 接通和断开与电池的连接时，和另一绕组相连的电流计的指针明显摆动。法拉第还观察到，接通和断开电键 K ，电流计指针是作相反的摆动，但最后都回到原来指零位置。至此，

10 月 7 日，法拉第采用另一种方式进行实验：直接让磁棒运动看能不能产生电流。仍然将一线圈与电流计相连，手持一永久磁棒迅速插入或抽出线圈，他发现电流计指针在插入或抽出的瞬间发生偏转，然后回到原来指零位置。接着，法拉第做了几十个类似的实验，他最终认识了感生电流的暂态性质。

1831 年 11 月 24 日，法拉第向英国皇家学会报告了电磁感应的第一篇具有划时代意义的论文。论文中明确地阐述了他解决电磁感应问题的关键，概括了均能产生感应电流的几种情况：正在变化的电流；正在变化的磁场；稳恒电流的运动；导体在磁场中运动。他将上述现象命名为“电磁感应”至此，法拉第作出了科学史上的伟大贡献—揭示电磁感应规律。

电磁感应规律的揭示，也说明英国在电磁学研究领域里赶上和超过了法国。自牛顿以来，英国对自然科学的基本规律和基础理论的研究一直是很重视的，有成就的科学家受到社会的普遍尊敬并享有较高的社会地位。因此，并末在学校受过系统教育的法拉第能在英国取得如此卓著的成就，还是符合情理的事情。

当然，在“磁生电”方面进行探索的，并不是只有法拉第一个人。在俄国、法国、瑞士、美国都有人做过这方面的工作。

上一部分提到，对奥斯特实验反应最快的是法国的安培。他在十九世纪二十年代做了许多实验，也曾朦胧地意识到磁会产生电的效应，但对此安培的信心并不是十分坚定的。他的精力集中在磁性起源的分子电流说，以及他多年从事的试图建立一个全面的电动力学理论上。尽管安培对电磁学做出了许多贡献，但在“磁生电”方面，他一直因于稳态现象，没有考虑暂态效应。和法拉第的早期工作一样，这些实验均未成功。

安培探索“磁生电”的一个有代表性的实验是： 1821 年，他用末扭转的悬丝，把一个闭合铜质圆线圈挂起来，并使它位于另一个稍大的钢质多匝绝缘圆线圈的内部梢大的圆线圈固定在一个绝缘支架上。安培让两线圈处于同一竖直平面内。固定线圈通以大电流，安培认为悬挂的线圈自然就会产生某种较弱的电流。这样，悬挂线圈就相当于一块磁铁（奥斯特的电流产生磁的效应），只要用另外一块强磁铁靠近它，悬挂线圈就会产生转动，但是安培得到的是否定结果，他把实验的失败归之于实验装置的灵敏度不高，却没有从暂态效应方面去考虑。前面说到的 1828 年法拉第的实验工作，实际上就是重复了安培作的这个代表性实验。

仅在奥斯特宣布他的实验发现之后的三个月，法国物理学家菲涅耳就向法国科学院报告过，他将磁铁放入螺旋线圈内，使线圈中产生的电流把水分解了，他宣称已成功地将磁转化为电，但经别人重复实验后，菲涅耳的结果并不真实。但菲涅耳的实验思想，曾使安培、科拉顿等人受到很大启发。

1822 年初，年轻的瑞士物理学家德拉里夫（ A.dela R — ive ，公元 1801 — 1873 ）也曾利用日内瓦的强大得多的磁铁，帮助特地从法国去日内瓦的安培，重复进行了 1821 年安培在法国做的“磁生电”实验。

关于这次合作进行的实验，安培在 1822 年下半年曾写过一份报告给法国科学院。安培在报告中宣称，似乎观察到“磁生电”：当固定线圈中有电流通过时，悬挂线圈中就有感应电流，大磁铁对悬挂线圈的作用力使悬挂线圈偏转，最后这作用力被悬丝的扭力所平衡。当固定线圈中的电流断开后，达一扭力使悬挂线圈回到它的原始位置。

按照这种解释，“磁生电”是在稳定状态下产生并一直存在着的，这显然是不可能的，即便安培在日内瓦的实验中观察到悬挂线圈曾有过偏转产生，但他并没有抓住“暂态”这一关健，真理从他手中溜走了。

有趣的是，德拉里夫的助手科拉顿（ J.D.Colladon ，公元 1802 —1893 ）几乎就要得到真理，遗憾的是差了一点而未能得到。科拉顿对早先菲涅耳的实验很感兴趣，企图把一块磁铁放入螺旋线圈中，在运动中使线圈产生感生电流。科拉顿和菲涅耳不同，不是用分解水的方法观测电流（这是观测不到的），而是正确的用了一只灵敏电流计。为了排除移动磁铁时操作动作对电流计产生不相干的影响，科拉顿将这只电流计放到了另一间实验室里，用长导线将电流计和螺旋线圈连接起来。可惜的是，没有别人帮助，科拉顿独自一个人从这间房跑到那间房去观察电流计偏转，当然他得不到任何结果。因为移动磁铁时电流计指针摆动他没有看到，等到他走近电流计时，暂态效应已经消失，指针早已回到了指零位置。

美国物理学家亨利（ J.Henry ，公元 1797 —1878 ），在不知道安培和法拉第等人的工作的情况下，对电磁感应现象做出了独自的贡献。 1827 年他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现仅重 3 公斤的铁芯竟然吸起了 300 公斤重的物体，亨利以此为开端终于发现了自感现象。亨利把实验结果总结在《螺旋状长导线内的电气自感》一文中。后人为了纪念亨利，以他的名字定义了自感单位。据说，亨利甚至在法拉第前发现了电磁感应规律，但他并没有公开发表这个结果。

1832 年，在俄国工作的物理学家楞茨（ H.F.E.Lenz ，公元 1804 —1865 ），知道了法拉第研究“磁生电”取得了成功，很受鼓舞，也开始进行一系列电磁实验。 1833 年楞茨把他的工作总结在《论动电感应引起的电流的方向》一文中。文中指出感应电流的方向是这样确定的：它所产生的磁场方向与引起感应的原磁场的变化方向相反。这是充实、完善电磁感应所做的一大贡献。这就是后人称为的楞茨定律。

楞茨还和焦耳各自独立地对确定电流热效应的规律作出了贡献，这就是有名的焦耳—楞茨定律；流过稳定电流的导体所放出的热量，与电流强度的平方、导体的电阻、通电时间这三项乘积成正比。

以上事实说明，揭示重大物理现象的规律，不能看作是个别天才的“灵感”所获，而是人类认识发展的历史产物，是人类社会生产力和科学研究水平发展到一定阶段的必然结果。当然，杰出的科学家所起的带头和关键的作用，也是不能忽

个问题。

1831 年底，当安培获悉法拉第的成果但尚未详细了解成果的细节内容时，他就急切地、不慎重地发表了一篇论文，企图用他的所谓“电磁感应”来解释他在 1821 年——1822 年的实验。安培的言下之意，在法拉第之前，他已经早就认识了电磁感应。其实，他的这篇急切之作并不比 1822 年写给法国科学院的报告有丝毫进步，照旧没有把握住感生电流是“瞬态效应”这个现象的本质。一时间，在两人长期友好的交往中产生了指责和误会。当激动平静下来，安培从头至尾认真研究了法拉第成果的细节内容，这才恍然大倍。他随即写信给法拉第，承认自己并没有发现电磁感应，以及失败的本质原因；电磁感应是瞬态效应。

由于电磁感应规律的发现，后来人们就制造出发电机。电动机、变压器等电机电器设备，使交流电的利用变为现实，逐渐开创了人类社会的电气化时代。

不论是当时还是后人，把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第，这是完全符合历史事实的。更为重要的是，法拉第比别人具有更深邃的物理直觉洞察力。他提出了“场”的概念，从本质上把电磁学的研究推进了一大步，为建立系统、完整的电磁场理论打开了大门。

万有引力、静电作用力都遵从距离的反比平方关系，从牛顿开始就认为引力作用是瞬时作用，不需要什么媒介来传递，达就是超距作用的观点。这种观点在电学和磁学的研究中又得到了进一步的强化，象富兰克林、库仑、安培这样有名的科学家对此都深信不疑。奥斯特关于电流的磁效应具有横向性质的发现，是对力的旧概念—力在沿着两个相互作用物体的连线上—的一次强有力的冲击，更有甚者，法拉第具有不同寻常的想象力，为了对电、磁现象作出正确的物理解释，他提出了一种全新的概念和物理图象，这就是“场”的概念和力线图象。

“场”概念的提出，是物理观念上的一次划时代的飞跃，极大丰富了人类对客观世界运动规律以及物质形态多样性的认识。

法拉第反对超距作用的概念，认为物质之间的电力、磁力是需要有媒介传递的近距作用力。法拉第在大量的相互作用的实验中发现：电作用力与带电体之间或电流之间的电介质有关；磁作用也一样，磁作用与作用体之间的磁介质有关。磁介质不同，磁作用力也不同。于是法拉第设想，带电体、磁体或电流周围空间存在一种由电或磁产生的物质、它无所不在，是象以太那样的连续介质，起到传递电力、磁力的媒介作用。法拉第把它们称为电场、磁场。电作用或磁作用正是通过电场或磁场来传递的。法拉第类比于流体力学，提出场是力的线或力的管子所组成的，正是这些力线、力管“把不同的电荷、磁体或电流连接在一起。他用一张撒上了铁粉的纸，下面用磁棒轻轻颤动，这些铁粉就清楚地呈现出磁场的力线。法拉第认为这些力线、力管具有实在的物理意义。于是他用电力线和磁力线的几何图形条形象的表示电场和磁场的状态。力线上任一点的切线方向就是场强的方向，力线密的地方，场强就强；力线疏的地方，场强就弱。场源不变时，力线图不变；场源运动或变化时，力线图也发生变化。法拉第用力线的概念成功地描述了电磁感应定律。 1851 年他在《论磁力线》一文中，对此作了全面的总结。针对当时传统的质点概念以及质点的超距瞬时作用观念，法拉第的“场”概念和力线模型是一个重大突破，对物理学的发展产生了深远影响。如今人类已经认识到“场”是一种重要的物质形态，追根溯源，这应当首先归功于法拉第。

还是一件历史事实说明法拉第具有深邃的科学洞察力。 1832 年他写了一封信，密封好后交给英国皇家学会。信封上写着：“现在应当收藏在皇家学会的档案馆里的一些新观点。”这封信在皇家学会的档案馆躺了一百多年真可谓是长期保存，直到 1938 年才为后人重新发现，启了封。法拉第在这封信里写道：“磁作用的传播需要时间，即当一个磁铁作用于另一个远处的磁铁或者一块铁时，产生作用的原因（我以为可以称之为磁）是逐渐地从磁体传播开去的，这种传播需要一定的时间，而这个时间显然是非常短的。”

“我还认为；电感应也是这样传播的。我以为，磁力从磁极出发的传播类似于起波纹的水面的振动或者空气粒子的声振动。也就是说我打算把振动理论应用于磁现象，就象对声作的那样，而且这也是光现象最可能的解释。类比之下，我认为也可以把振动理论运用于电感应。 ...... 迈·法拉第 1832 年 3 月 12 日于伦敦皇家学会。显然，法拉第在这封信中第一次预言了磁和电的感应传播，暗示了电磁波存在的可能性，预言了光可能是一种电磁振动的传播。

法拉第的光辉的科学思想，还表现在他坚持物理力的统一性方面，这和奥斯特的思想是有共同点的。法拉第认为“由不同的来源产生的各种形式的电之间存在统一性。”法拉第从伽伐尼电、普通的电、磁生电、温差电以及动物电都具有许多共同的物理效应（使磁针偏转、导体发热、化合物分解等）的事实中得出了一个重要结论：“各种形式的电，不管其来源如何，本质上的联系、这正是后来爱因斯坦后半生努力探索的重大课题，现代物理学家提出是相同的。”法拉第直到晚年，甚至还考虑过万有引力和电力之间是否可能存在着某种方式的大统一理论，就是朝着统一引力和电磁力的目标向前迈进的一步。

1825 年，法拉第将一根导线放在另一根导线附近，前一根导线用一个电流计连接起来成为一个闭合回路，后面一个导线中通电流，观测闭合回路，结果没有任何电流显示。

1828 年，法拉第做了另一个实验。用悬丝将绝缘棒中部拴住，使绝缘棒水平无扭转地悬挂着，棒的一端固定了一个铜质闭合线圈，另一端固定一个小的重物配重，用一块条形强磁铁的一极放入线圈内。法拉第认为，如果磁铁对线圈有作用，产生感应电流，这时若再将第二块磁铁靠近线圈，则线圈便会在水平面内转动。但任何转动也未观察到。法拉第又用铜质开

百折不回、坚持奋斗的见证。他的日记，也记载了科学预见的光辉思想。法拉第坚持写工作日记几十年，直到生命的终结，这在科学史上，也是少见的。

1831 年 8 月，法拉第再一次回到“磁生电”这一重大课题上来。他以往的失败，都在于只研究稳定状态效应，思想上还没有暂态（持续时间很短）效应的概念，更没有去创造条件展现暂态效应。这次法拉第在一只软铁环上绕以两组线圈A 、 B ，线圈 B 与一电流计连接，当线圈 A 与电池组（由 10 只电池组成）相连的瞬间，电流计的指针偏转了一下，然后又回到原来位置。当线圈 A 与电池组断开时，指针又偏转了一下再回到原来指零位置。法拉第并没有立刻领悟到达一现象的重要意义，只是开始意识到这是一种暂态效应。

同年 9 月 24 日，法拉第将两根条形磁铁支成三角形，即一端的 N 极和 S 极拼在一起成三角形顶用，下端 S 极和 N 极分开，其间安放绕在铁质因往体上的螺旋线圈，线圈与电流计相连。他观察到，每当线圈跟下端的 N 极或 S 极接触一下，或脱离一下，电流计指针就偏转一下。这时法拉第觉察到，这效应和他 8 月份做的实验所显示的效应相似，他立即想到这就是寻找了将近十年的“磁生电”现象。

10 月 1 日，法拉第满怀信心地再次实验。为使效应更加明显，他加大电流，加多绕组线圈。法拉策把长约 186 米用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上，再于绕组线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组和电流计连接，另一个绕组和 100 对金属极组成的电池组连接。他发现，当电键 K 接通和断开与电池的连接时，和另一绕组相连的电流计的指针明显摆动。法拉第还观察到，接通和断开电键 K ，电流计指针是作相反的摆动，但最后都回到原来指零位置。至此，法拉第对磁产生电流的现象已确信无疑。

10 月 7 日，法拉第采用另一种方式进行实验：直接让磁棒运动看能不能产生电流。仍然将一线圈与电流计相连，手持一永久磁棒迅速插入或抽出线圈，他发现电流计指针在插入或抽出的瞬间发生偏转，然后回到原来指零位置。接着，法拉第做了几十个类似的实验，他最终认识了感生电流的暂态性质。

1831 年 11 月 24 日，法拉第向英国皇家学会报告了电磁感应的第一篇具有划时代意义的论文。论文中明确地阐述了他解决电磁感应问题的关键，概括了均能产生感应电流的几种情况：正在变化的电流；正在变化的磁场；稳恒电流的运动；导体在磁场中运动。他将上述现象命名为“电磁感应”至此，法拉第作出了科学史上的伟大贡献—揭示电磁感应规律。

电磁感应规律的揭示，也说明英国在电磁学研究领域里赶上和超过了法国。自牛顿以来，英国对自然科学的基本规律和基础理论的研究一直是很重视的，有成就的科学家受到社会的普遍尊敬并享有较高的社会地位。因此，并末在学校受过系统教育的法拉第能在英国取得如此卓著的成就，还是符合情理的事情。

当然，在“磁生电”方面进行探索的，并不是只有法拉第一个人。在俄国、法国、瑞士、美国都有人做过这方面的工作。

上一部分提到，对奥斯特实验反应最快的是法国的安培。他在十九世纪二十年代做了许多实验，也曾朦胧地意识到磁会产生电的效应，但对此安培的信心并不是十分坚定的。他的精力集中在磁性起源的分子电流说，以及他多年从事的试图建立一个全面的电动力学理论上。尽管安培对电磁学做出了许多贡献，但在“磁生电”方面，他一直因于稳态现象，没有考虑暂态效应。和法拉第的早期工作一样，这些实验均未成功。

安培探索“磁生电”的一个有代表性的实验是： 1821 年，他用末扭转的悬丝，把一个闭合铜质圆线圈挂起来，并使它位于另一个稍大的钢质多匝绝缘圆线圈的内部梢大的圆线圈固定在一个绝缘支架上。安培让两线圈处于同一竖直平面内。固定线圈通以大电流，安培认为悬挂的线圈自然就会产生某种较弱的电流。这样，悬挂线圈就相当于一块磁铁（奥斯特的电流产生磁的效应），只要用另外一块强磁铁靠近它，悬挂线圈就会产生转动，但是安培得到的是否定结果，他把实验的失败归之于实验装置的灵敏度不高，却没有从暂态效应方面去考虑。前面说到的 1828 年法拉第的实验工作，实际上就是重复了安培作的这个代表性实验。

仅在奥斯特宣布他的实验发现之后的三个月，法国物理学家菲涅耳就向法国科学院报告过，他将磁铁放入螺旋线圈内，使线圈中产生的电流把水分解了，他宣称已成功地将磁转化为电，但经别人重复实验后，菲涅耳的结果并不真实。但菲涅耳的实验思想，曾使安培、科拉顿等人受到很大启发。

1822 年初，年轻的瑞士物理学家德拉里夫（ A.dela R — ive ，公元 1801 — 1873 ）也曾利用日内瓦的强大得多的磁铁，帮助特地从法国去日内瓦的安培，重复进行了 1821 年安培在法国做的“磁生电”实验。

关于这次合作进行的实验，安培在 1822 年下半年曾写过一份报告给法国科学院。安培在报告中宣称，似乎观察到“磁生电”：当固定线圈中有电流通过时，悬挂线圈中就有感应电流，大磁铁对悬挂线圈的作用力使悬挂线圈偏转，最后这作用力被悬丝的扭力所平衡。当固定线圈中的电流断开后，达一扭力使悬挂线圈回到它的原始位置。

按照这种解释，“磁生电”是在稳定状态下产生并一直存在着的，这显然是不可能的，即便安培在日内瓦的实验中观察到悬挂线圈曾有过偏转产生，但他并没有抓住“暂态”这一关健，真理从他手中溜走了。

有趣的是，德拉里夫的助手科拉顿（ J.D.Colladon ，公元 1802 —1893 ）几乎就要得到真理，遗憾的是差了一点而未能得到。科拉顿对早先菲涅耳的实验很感兴趣，企图把一块磁铁放入螺旋线圈中，在运动中使线圈产生感生电流。科拉顿和菲涅耳不同，不是用分解水的方法观测电流（这是观测不到的），而是正确的用了一只灵敏电流计。为了排除移动磁

移动磁铁时电流计指针摆动他没有看到，等到他走近电流计时，暂态效应已经消失，指针早已回到了指零位置。

美国物理学家亨利（ J.Henry ，公元 1797 —1878 ），在不知道安培和法拉第等人的工作的情况下，对电磁感应现象做出了独自的贡献。 1827 年他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现仅重 3 公斤的铁芯竟然吸起了 300 公斤重的物体，亨利以此为开端终于发现了自感现象。亨利把实验结果总结在《螺旋状长导线内的电气自感》一文中。后人为了纪念亨利，以他的名字定义了自感单位。据说，亨利甚至在法拉第前发现了电磁感应规律，但他并没有公开发表这个结果。

1832 年，在俄国工作的物理学家楞茨（ H.F.E.Lenz ，公元 1804 —1865 ），知道了法拉第研究“磁生电”取得了成功，很受鼓舞，也开始进行一系列电磁实验。 1833 年楞茨把他的工作总结在《论动电感应引起的电流的方向》一文中。文中指出感应电流的方向是这样确定的：它所产生的磁场方向与引起感应的原磁场的变化方向相反。这是充实、完善电磁感应所做的一大贡献。这就是后人称为的楞茨定律。

楞茨还和焦耳各自独立地对确定电流热效应的规律作出了贡献，这就是有名的焦耳—楞茨定律；流过稳定电流的导体所放出的热量，与电流强度的平方、导体的电阻、通电时间这三项乘积成正比。

以上事实说明，揭示重大物理现象的规律，不能看作是个别天才的“灵感”所获，而是人类认识发展的历史产物，是人类社会生产力和科学研究水平发展到一定阶段的必然结果。当然，杰出的科学家所起的带头和关键的作用，也是不能忽视的。拿电磁感应规律来说，在法拉第工作的前后或同时，都有不少科学工作者作了大量的研究，也取得了不少成果。但就其规模、持续时间、对现象本质的认识及听取得的成果而言，部不及法拉第。从法拉第同代人安培的态度变化，也能说明这个问题。

1831 年底，当安培获悉法拉第的成果但尚未详细了解成果的细节内容时，他就急切地、不慎重地发表了一篇论文，企图用他的所谓“电磁感应”来解释他在 1821 年——1822 年的实验。安培的言下之意，在法拉第之前，他已经早就认识了电磁感应。其实，他的这篇急切之作并不比 1822 年写给法国科学院的报告有丝毫进步，照旧没有把握住感生电流是“瞬态效应”这个现象的本质。一时间，在两人长期友好的交往中产生了指责和误会。当激动平静下来，安培从头至尾认真研究了法拉第成果的细节内容，这才恍然大倍。他随即写信给法拉第，承认自己并没有发现电磁感应，以及失败的本质原因；电磁感应是瞬态效应。

由于电磁感应规律的发现，后来人们就制造出发电机。电动机、变压器等电机电器设备，使交流电的利用变为现实，逐渐开创了人类社会的电气化时代。

不论是当时还是后人，把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第，这是完全符合历史事实的。更为重要的是，法拉第比别人具有更深邃的物理直觉洞察力。他提出了“场”的概念，从本质上把电磁学的研究推进了一大步，为建立系统、完整的电磁场理论打开了大门。

万有引力、静电作用力都遵从距离的反比平方关系，从牛顿开始就认为引力作用是瞬时作用，不需要什么媒介来传递，达就是超距作用的观点。这种观点在电学和磁学的研究中又得到了进一步的强化，象富兰克林、库仑、安培这样有名的科学家对此都深信不疑。奥斯特关于电流的磁效应具有横向性质的发现，是对力的旧概念—力在沿着两个相互作用物体的连线上—的一次强有力的冲击，更有甚者，法拉第具有不同寻常的想象力，为了对电、磁现象作出正确的物理解释，他提出了一种全新的概念和物理图象，这就是“场”的概念和力线图象。

“场”概念的提出，是物理观念上的一次划时代的飞跃，极大丰富了人类对客观世界运动规律以及物质形态多样性的认识。

法拉第反对超距作用的概念，认为物质之间的电力、磁力是需要有媒介传递的近距作用力。法拉第在大量的相互作用的实验中发现：电作用力与带电体之间或电流之间的电介质有关；磁作用也一样，磁作用与作用体之间的磁介质有关。磁介质不同，磁作用力也不同。于是法拉第设想，带电体、磁体或电流周围空间存在一种由电或磁产生的物质、它无所不在，是象以太那样的连续介质，起到传递电力、磁力的媒介作用。法拉第把它们称为电场、磁场。电作用或磁作用正是通过电场或磁场来传递的。法拉第类比于流体力学，提出场是力的线或力的管子所组成的，正是这些力线、力管“把不同的电荷、磁体或电流连接在一起。他用一张撒上了铁粉的纸，下面用磁棒轻轻颤动，这些铁粉就清楚地呈现出磁场的力线。法拉第认为这些力线、力管具有实在的物理意义。于是他用电力线和磁力线的几何图形条形象的表示电场和磁场的状态。力线上任一点的切线方向就是场强的方向，力线密的地方，场强就强；力线疏的地方，场强就弱。场源不变时，力线图不变；场源运动或变化时，力线图也发生变化。法拉第用力线的概念成功地描述了电磁感应定律。 1851 年他在《论磁力线》一文中，对此作了全面的总结。针对当时传统的质点概念以及质点的超距瞬时作用观念，法拉第的“场”概念和力线模型是一个重大突破，对物理学的发展产生了深远影响。如今人类已经认识到“场”是一种重要的物质形态，追根溯源，这应当首先归功于法拉第。

还是一件历史事实说明法拉第具有深邃的科学洞察力。 1832 年他写了一封信，密封好后交给英国皇家学会。信封上写着：“现在应当收藏在皇家学会的档案馆里的一些新观点。”这封信在皇家学会的档案馆躺了一百多年真可谓是长期保存，直到 1938 年才为后人重新发现，启了封。法拉第在这封信里写道：“磁作用的传播需要时间，即当一个磁铁作用于另一个远处的磁铁或者一块铁时，产生作用的原因（我以为可以称之为磁）是逐渐地从磁体传播开去的，这种传播需要一定的

声振动。也就是说我打算把振动理论应用于磁现象，就象对声作的那样，而且这也是光现象最可能的解释。类比之下，我认为也可以把振动理论运用于电感应。 ...... 迈·法拉第 1832 年 3 月 12 日于伦敦皇家学会。显然，法拉第在这封信中第一次预言了磁和电的感应传播，暗示了电磁波存在的可能性，预言了光可能是一种电磁振动的传播。

法拉第的光辉的科学思想，还表现在他坚持物理力的统一性方面，这和奥斯特的思想是有共同点的。法拉第认为“由不同的来源产生的各种形式的电之间存在统一性。”法拉第从伽伐尼电、普通的电、磁生电、温差电以及动物电都具有许多共同的物理效应（使磁针偏转、导体发热、化合物分解等）的事实中得出了一个重要结论：“各种形式的电，不管其来源如何，本质上是相同的。”法拉第直到晚年，甚至还考虑过万有引力和电力之间是否可能存在着某种方式的联系、这正是后来爱因斯坦后半生努力探索的重大课题，现代物理学家提出的大统一理论，就是朝着统一引力和电磁力的目标向前迈进的一步。

法拉第电磁感应实验

法拉第所做的由于磁场的变化在导体中感生出电流的实验。1831年，法拉第用如图所示的装置实验发现，当a线圈接通或切断电源的瞬间，在b线圈附近的小磁针突然跳动，说明在接通或切断电源的瞬间，b线圈中有电流感生出来。在物理学的发展史上，曾有相当长的时期一直未找到电与磁的联系，把电与磁现象作为两个并行的课题分别进行研究。直至1820年7月奥斯特发现了电流的磁效应后，才不再把电与磁的研究看作相互孤立的，而是作为一个整体看待。

奥斯特的论文发表后，在欧洲科学中引起了强烈的反响，投入了大量的人力、物力对电磁现象进行研究。既然电与磁有密切关系，电能产生磁，那么很自然地会想到它的逆效应；“磁能产生电”吗？为此科学家们开始进行了长期的实验探索。自1820年至1831年的十多年间中，当时许多著名的科学家，如安培、菲涅耳、阿拉果、德拉里夫等一大批科学家都投身于探索磁与电的关系之中，他们用很强的各种磁场试图产生电流，但均无结果，究其原因是抱住稳态条件不放，而没有考虑暂态效应，因此十余年中研究进展不大。

在这其间，法拉第(M.Faraday，英，1791－1867)受命于他的老师戴维(H．Davy)也开始转向电磁学方面的研究。他仔细分析了电流的磁效应等现象，认为电流与磁的作用应分几个方面：那就是电流对磁、电流对电流，磁对电流等。现在已经发现了电流产生磁的作用，电流对电流的作用，那么反过来，磁也应该能产生电。法拉第认为既然磁铁可以使近旁的铁块感应带磁，静电荷可以使近旁的导体感应出电荷，那么电流也应当可以在近旁的线圈中感应出电流。他本着这种信念，在发现电磁感应现象之前六年的日记中就写下了他的光辉思想：“磁能转化为电”。并使用了“感应”(Induction)这个词，可见他对于电磁感应的存在是坚信不疑的。但如何从实验中去发现这种感应现象，却非易事。起初，法拉第也简单地认为用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳定的电流，或者在一根导线里通以强大的电流，那在邻近的导线中也会产生稳定的电流，他作了大量的试验，但均以“毫无结果”而告终。

法拉第经过十年的试验、失败、再试验、再失败，于1831年夏又重新回到磁产生电流这一课题上来，终于取得了突破性的进展。1831年8月29日法拉第发现了电磁感应的第一个效应，即以一个电流产生另一个电流。关于这一实验，法拉第的日记中作了详细记载，现摘录如下：

1)磁产生电的若干实验，等等，等等。

2)用软铁作材料制备一7/8英寸粗的圆铁棒，将它弯成一个外径为6英寸的圆环。在圆环的半边，用三股纱包铜线缠绕，每股24英寸长，每绕一股后用白布包裹隔开。使用时，既可以将三股铜线连成一股，也可分成三股单独使用。然后检查各股铜线相互间是否绝缘。我们称铁环的这半边为A，(见图)，与这一边隔开一段空隙的另一边用铜线绕了两股线圈，总长为60英寸，绕向与A边线圈相同我们称之为B。

3)用由10对4英寸见方的金属片组成电池供电。用一根较长的铜导线将B边线圈的两端连接起来，铜线的一段置于离铁环3英尺远处的一个小磁针的上方，将电池与A边线圈中的一股接通；接通时，小磁针立即产生一明显的效应。小磁针来回摆动，最终稳定在原来的位置上。当切断A边与电池的连按时，小磁针又出现来回摆动。

4)若将A边上三股铜线接成一单股线圈，然后让来自电池的电流通过总的线圈，这时小磁针产生的效应比上述情况强很多。

5)不过，小磁针上的效应只是导线直接接通电池时可能产生的效应的一个非常小的部分。

6)将简单的B边线圈改装一下，作成一个扁平的线框，线框沿磁子午线平面放在小磁针S极的西边，当有电流通过时，便显示出最好的效应。实验时，线框与小磁针距铁环约三英尺，铁环与电池相距一英尺。

7)当上述准备都就绪后，将电池与A边线圈的两边接通，在接通的瞬间，线框强烈地吸引小磁针，在几次振动之后便又回到它原来的自然位置，而处于静止状态，接着当切断电池的连线时，小磁针被强烈地排斥，几次振动后，又回到与前相同的位置，处于静止状态。

8)在此，效应是明显的，但是瞬时的，然而，在切断与电池的连接时，效应的再现说明有一个平衡位置，它必须是能明显地回到那个位置。

9)开始接通电池时，小磁针极的方向指向线框．好象B边线圈是A边线圈的一部分，即两者中的电流具有相

10)用一根7/8英寸粗、4英寸长的短铁柱，用4段14英尺长的导线缠绕，将四股导线接成一股，以代替上述扁平线框。小磁针象以前一样受到作用，然而看起来铁芯并不有助于磁力的产生，因为现在的作用不比刚才不用铁芯的线框时的作用来得更大。现在的作用与以前一样，也是瞬时的，可逆转的。

……

这就是法拉第第一次成功地观察到电磁感应现象的生动记录。从法拉第日记中可以看到，电磁感应(由磁产生电)的发现是他意料之中的事，使他感到意外的是电磁感应竟是一种短暂效应，而奥斯待发现的电流磁效应却是一种稳定效应，在他的思想中，电磁感应似乎也应当是一种稳定效应，所以在发现电磁感应是短暂效应后，他在日记中就突出地记录了这一点。

法拉第在圆环实验的基础上，进一步提出了两个极有见地的问题：第一，圆铁环能不能不要，没有它能否仍有感应效应？第二，不用A边线圈，而用磁铁相对于B边线圈运动，B边线圈内是否仍有感应效应产生？法拉第带着这些问题在以后的十天中又连续地做了许多实验。其中有一个是这样的：法拉第“把长为203码(约为186米)的用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上，再在原绕组线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组与电流计连接，另一个绕组与100对金属板组成的电池组连接。发现当电健接通和断开的曝间，电流计指针摆动……；电镀合上后，发现导线灼热，但电流计指针不偏转”。

9月24日，法拉第在两条磁棒的N、S极中间放上一绕有线圈的圆铁棒，线圈与一电流计连接，他发现当圆铁棒脱离或接近两极的瞬间，电流计的指针就会偏转。

10月17日法拉第又发现另一种形式的电磁感应现象。他用一线圈与电流计相连接，然后将一永久磁铁迅速插入与拔出线圈．发现电流计指针也会偏转。

l0月28日法拉第还进行了最早的发电机实验。他把直径为12英寸，厚为1/5英寸的铜盘装在水平的黄铜轴上，又将两条长为6－7英寸，宽约1英寸，厚约1/2英寸的小磁铁相对放置在铜盘边缘，见图所示，他用另一电流计的两个接线柱上引出两个碳刷(图中未画出)。实验时让铜盘飞快旋转，同时把两个电刷分别接触于铜盘的不同位置，以确定产生感应电流的最佳位置，经过反复试验，他发现由盘心O到磁极所对的铜盘边缘可以产生最大的感应电流，这台实验装置实际上是一台直流发电机——人类历史上第一台发电机。

法拉第前后一共做了类似的几十个实验，最终认识到感应现象的暂态性，提出只有在变化时，静止导线中电流才能在另一根静止导线中感应出电流；而导线中的稳恒电统不可能在另一根静止导线中感应出电流的。

1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学会报告了整个实验情况，他把可以产生感应电流的情形概括为五类：(1)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的稳恒电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体。他正确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关。法拉第把上述现象正式定名为“电磁感应”。至此，法拉第作出了划时代的发现——电磁感应现象。但电磁感应的规律，一直到1851年才最后建立。

当时在磁产生电方面进行探索的并不只是法拉第一个人，在瑞士、美国和俄国都有人在进行这方面的研究。瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中获得电流，他用一个线圈与一检流计连成一闭合回路，为了使磁铁不致于影响检流计中的小磁针，特意将检流计放在隔壁的房间里。科拉顿在一边用磁铁棒在线圈中不断地插入与拔出，然后又跑到另一房间里去现察检流计，但每次都得到零结果，最终没有能发现电磁感应现象。

远在美国的物理学家亨利(J．Henry，1797－1878)于1827年也进行了电磁感应的实验。他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现铁芯上仅仅三公斤的铁片居然吸起了三百公斤重的物

体。亨利以此为开端，终于发现了自感现象，他把这个实验发现总结在《螺旋状长导线内的电气

自感》一文中，因此，从时间上说亨利先于法拉第独立地发现了电磁感应现象，但他没有公开发

表这一结果，为此他十分后侮与沮丧。

1832年，俄国物理学家楞次(H，F．E．Lenz，1804－1865)受到法拉第的启发；也开始了

一系列的电磁实验，并取得了成果。1833年楞次发表了《论动电感应引起的电流的方向》，宣

布了关于电磁感应现象的基本规律，指出感应电流的方向是使它所产生的磁场与引起感应的原磁

场的变化方向相反，这就是楞次定律。

由此可见，在法拉第同时代，有不少物理学家对电磁感应现象作了多方面的研

究，也取得了不少成功，但就其规模、时间与深入的程度、取得的成果而言，都不

及法拉第，因此人们把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第是恰当的，把电

磁感应定律称为法拉第电磁感应定律的道理也在于此。

电磁感应规律的发现，对人类社会有着划时代的贡献。由于电磁感应规律的发

现，使人类得到了打开电能宝库的金钥匙，使后来发明发电机、电动机、变压器，

以及交流电的利用等等成为可能。由于电磁感应现象的发现，把机械能变为电能，使现代

社会能得到廉价的电能。今天，人类社会进入电气时代，与电感感应的发现是分不开的。

1820年起，电磁热席卷欧洲，研究结果大量发表，众说纷纭，真伪难辨。

1821年英国哲学学报（Annal of Philosophy）杂志编辑约法拉第写一篇关于电磁问题的述评，这件事导致法拉第开始了电磁学的研究。

法拉第当时正在英国皇家研究所做化学研究工作。他原来是文具店学徒工，从小热爱科学，奋发自学。由于化学家戴维的帮助，进到皇家研究所的实验室当了戴维的助手，1821年受任为皇家研究所实验室主任。

法拉第在整理电磁学文献时，为了判断各种学说的真伪，亲自做了许多实验，

其中包括奥斯特和安培的实验。在实验过程中他发现了一个新现象：如果在载

流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转：反之，如果在磁极周

围有载流导线，这导线也会绕磁极旋转，如图1。这就是电磁旋转现象。

与此同时，法拉第对安培的“分子电流”理论提出不同看法。他设计了一个表

演。取一支玻璃管，在上面缠以绝缘导线，做成螺线管，水平地半浸于水中。

然后在水面上漂浮一只长磁针。按照安培的观点，载流螺线管对应于长条磁铁，

螺线管的一端相当于南极，另一端相当北极。磁针如果是南极指着螺线管的北

极，应该会吸向螺线管的北极并停于北极的一端。法拉第指出，这与实验结果

不符。他做的实验是磁针的南极继续穿过螺线管，直至磁针的南极接近螺线管

的南极。法拉第论证说，如果磁针是单极的，它就会沿磁感线无休止地运动下

去，就象电磁旋转器那样。法拉第认为，和载流螺线管对应的不是实心磁体，而

应是圆筒形磁铁。

安培则反驳说，圆筒形磁铁和螺线管并不一样。按照他的分子电流假设，圆筒形

磁铁中的电流是一小圈一小圈，而线圈中的电流是沿着大圈的（如图2）。为了证

明圆筒形磁铁中的电流是互相抵消的，他当众作了一个表演：

把绝缘导线绕许多圈，做成线圈，在线圈内部放一个用薄铜片做成的圆环，取一磁棒置于圆环近旁，如果铜环里有宏观电流，磁棒就会驱使铜环偏转。否则，只可能有分子电流。安培的实验表明铜环里只有分子电流。

这是1822年的事。如果安培细心做下去，肯定会发现，在线圈通断电的瞬间，铜环里会出现宏观电流。遗憾的是安培一心只是想证明他的分子电流学说，竟错过了发现电磁感应的机会。

据文献记载，法拉第在知道安培的答辩后，也重复了这个实验。可惜他所依据的资料把安培的圆环误画为圆盘，所以法拉第重复了多次没有得到结果。

如果安培能更客观地对待实验，如果法拉第能准确地了解安培的实验，也许他们中的一位会比1831年早好几年发现电磁感应。

当然，法拉第发现电磁感应并不是偶然的机遇，而是他一贯追求科学真理的结果。他和奥

斯特一样，笃信自然力的统一，早就在寻找“磁生电”的迹象了。

从1824年到1828年，法拉第多次进行电磁学实验。他仔细分析电流的磁效应，认为电流

与磁的相互作用除了电流对磁、磁对磁、电流对电流，还应有磁对电流的作用。他想，既

然电荷可以感应周围的导体使之带电，磁铁可以感应铁质物体使之磁化，为什么电流不可

以在周围导体中感应出电流来呢？于是他做了一系列实验，想寻找导体中的感应电流，其

中有：

线圈接电池通电，一根导线置于线圈近旁，导线两端接电流计构成回路。结果在电流计中

未发现感应电流。

令导线穿载流线圈而过，再接于电流计，也未发现感应电流。

再将导线绕成线圈置于载流线圈内，仍未发现感应电流……。

尽管“磁转化为电”的迹象还未找到，法拉第的信念始终没有动摇。他在实验日记里多次记

录了不成功的尝试，顽强的意志跃于纸上。

1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。

这次他是用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图3。法拉第在日记中写

道：

“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。用一根铜导线将一个线圈，或

更确切地说把B边的线圈的两个端点联接，让铜线通过一个距离，恰好经过一根磁针的上方（距

铁环3英尺远）。然后把电池联接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起

法拉第继续试验，注意到如果维持通电状态，磁针毫无反应。法拉第这才猛省，原来这类感应现象有特殊性，是和瞬间变化的过程联系在一起的。具体的说，这个实验的过程大致如下：法拉第把两个线圈绕在一个铁环上线圈A接直流电源，线圈B接电流表。他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬

时电流，法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，电磁感应现

象仍然发生，只是线圈中的电流弱些。

法拉第怎样分析他的实验呢？他的思路大致如下：

第一，线圈B除了处在通电线圈A的磁场中，同A没有别的联系，所以B的感应

电流只能由A的磁场引起。

第二，A中电流稳定因而周围磁场稳定时，B中没有感应电流，表明稳定的磁场不

引起感应电流；只有当A通电或断电，它的电流变化引起周围磁场变化时，B中

才有感应电流，这表明变化的磁场才能引起感应电流。

第三，磁场可以由磁感线形象地表示，B所在处的磁场发生变化时，穿过线圈B的磁通量发生变化，所以，感应电流的产生条件可以归结为穿过线圈的磁通量发生变化。

接着，法拉第又做了一个实验。他取来一根铁棒，在铁棒上绕以线圈，再和电流计相接。铁棒两端各放一根磁棒，如图4。当磁棒张合之际，电流计的磁针也不断摆动。

一个月后，法拉第对各项试验作了总结，向英国皇家学会报告说：产生感应电流的情况可以分为五类：1．变化中的电流；2．变化中的磁场；3．运动的稳恒电流；4．运动中的磁铁；5．运动中的导线。

法拉第只是定性地用文字表述了电磁感应现象。1833年楞茨（Lenz）进一步发现楞茨定则，说明感应电流的方向。1845年才由纽曼（F．E．Neumann，1798—1895）以定律的形式提出电磁感应的定量规律。

法拉第对电磁学的贡献不仅是发现了电磁感应，他还发现了光磁效应（也叫法拉第效应）、电解定律和物质的抗磁性。他在大量实验的基础上创建了力线思想和场的概念，为麦克斯韦电磁场理论奠定了基础。

电磁感应现象的发现过程

对电磁感应现象的探索有着深厚的历史背景，首先它来自于社会对电力的需求。1800年意大利物理学家伏打（Volta,1745—1827年）发明了伏打电堆，使人们第一次获得稳定而持续的电流。1809年，戴维把由两千块铀锌片组成的伏打电堆的两极接上炭棒，当炭棒接近到一定程度时，产生了电火花，从而发明了弧光灯。但是伏打电池所取得的电价太昂贵而且功率太小。如何获得强大而廉价的电力是当时社会对物理学提出的一个十分紧迫的问题。后来法拉第回忆道“我因为对当时产生电的方法感到不满意，因此急于想发现电磁与感应电流的关系，觉得电学在这一条路上一定可以有充分的发展。”

在法拉第之前的一些物理学家已经开始探索磁产生电的途径。安培于1821年到1822年间做了探求感应电流的实验，但他未能发现电磁感应现象。

1825年英国物理学家阿拉果设计了著名的圆盘实验。他偶然

发现金属可以阻尼磁针的振动，他进一步联想：既然一个运动着的

磁针可以被金属片吸引，那么一个静止的磁针了一定可被一个运动

着的金属片带动。根据这一设想，1825年他设计一个园盘实验，

在一个可以绕着垂直轴旋转的铜盘的正上方悬挂一根磁针,当铜盘旋转时,磁针跟着旋转。这一实验好像表明磁是因运动着的导体而产生的,为物理学界提出了一个多年来悬而未决的问题。

1823年,瑞士物理学家科拉顿(Colladon,1802-1892年)曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流,他用一个线圈与一个检流计连成一个闭合回路,为了使磁铁不至于影响检流计中的小磁针,特意将检流计放在隔壁的房间里,他用磁棒在线圈中插入或拔出,然后一次又一次跑到另

一房间里去观察检流计是否偏转,当然他观察不到指针的偏转,未能发现电磁感应。

法拉第发现电磁感应现象并不是一帆风顺的，而是经过了十年的艰苦探索。1821年,法拉第开始转向电磁学研究,他发现了磁极绕着载流导线转动和载流导线绕磁铁转动的现象,这种现象称为电磁旋转现象。通过电磁旋转的实验,使他想到,既然电对磁有作用,一定有磁对电的反作用；既然电流能产生磁,则磁也一定能产生电流。1822年,他在日记上写下了他的光辉思想：“磁能产生电流”，并以此作为自己研究的战略目标。

从1824年到1831年他经历了一系列的失败,在《法拉第日记》中,明确记载的失败的实验就有三次。1824年12月28日,他把强磁铁放在接有检流计的电流线圈内期望会改变导线中的电流,结果没有发现检流计指针偏转。1825年11月28日,他将导线回路放在另一通电回路附近,期望在导线回路中能感应出电流,但也没有发现任何效应。1828年4月22日,他把磁铁穿入一个悬挂起来的铜线环内,期望环内产生感应电流,但把其它磁铁靠近导线,却没有任

何效应产生。

实验没有得到他预想的结果。虽然经受了这一系列的失败,

但1动摇不了他对自然力的统一性怀有的坚定的信念。他坚信

电与磁的相互转化,磁一定可以转化为电。他说：“一方面,各

种电流都伴随有相应强度的磁作用,它的方向与电流的方向呈

直角；而另一方面,若将电流良导体放入有磁作用的环境中,在

导体内竟然完全不会引起感应电流,也不产生可觉察的等效于

这种电流的作用，这是很不平常的。”“对这些问题及其后果的考虑,再加上想从普通磁中获得电的希望,时时激励着我从实验上去探求电流的感应效应。”正在此时,英国物理学家斯特金发明了电磁铁。他在一块原来没有磁性的软铁上绕以导

线,通电以后,软铁就变成具有了强磁性的磁铁。这一发明对法拉第的进一步研究有一定的启发和帮助。

1831年8月29日,法拉第在日记中记述了他第一次成功的实验。他在软铁环的A边绕了三个线圈,可以串联起来使用,也可以分开使用。在B边以同样的方向绕两个线圈。他把B边的线圈接到检流计上,把A边的线圈接到电池组上(见图)。当电路接通时,法拉第看到检流计的指针立即发生明显的偏转、振荡,然后停止在原来的位置上。这表明线圈B中出现了感应电流。当电路A断开时,他又看到指针向相反方向偏转。把A边的三个线圈串联成一个线圈重做以上实验,对磁针产生的效应比以前更加强烈。他看到B边的感应电流是明显的,又是瞬时的,只在A边断开和接上电源时的瞬间产生。

在第一次发现之后,法拉第继续进行了大量的实验,探讨电磁感应产生的条件。他提出这样的问题：是否可以用其它方法产生同样的效应?铁环是必需的吗?线圈A是必需的吗?

9月24日,法拉第在两条磁棒的N、S极之间放上一条带有线圈的圆铁棒,线圈与一检流计连接〈见下左图〉。他发现当圆铁棒接触N、S极和脱离N、S极时,检流计的指针就会偏转。他指出.这一效应不是永恒的而是瞬时的,“因此,在这里磁转化为电是清楚的。”

10月1日,他把两条长203英寸的丝包铜线绕在木筒上。其中一个线圈和检流计相连接,另一个线圈和电池相连接(见上右图)。他发现当电流接通和断开的瞬间,“对电流计的指针有影响,但是如此之小,以至于很难感觉到。因此在没有铁心的情形下也有感应效应。”

10月17日,法拉第用另一种方式得到了感应效应。他在直径为

0.75英寸长为

8.5

英

寸的空心纸筒上绕了8层螺旋线,把8层线圈并联后再接到检流计上(见下左图)。当他把磁铁棒迅速地插入螺线管时,检流计的指针就偏转了,然后又迅速地拉出来，指针在相反的方向上发生了偏转。他说：“每次把磁棒插进或拉出时,这效应都会重复,因此电的波动只是从磁铁

的接近而不是磁铁停止在那里产生的。"

10月28日,他把一个空心螺线管迅速送入一对大的磁极之间(见上右图),检流计的磁针受到强烈的影响，然后又迅速的取出，磁针同样受到强烈影响。这是在磁铁与线圈有相对运动时所产生的一种效应。

1831年10月24日,法拉第在提交给皇家学会的一篇论文中,把产生感应电流的情况概括成5类：变化着的电流,变化着的磁场,运动的稳恒电流,运动的磁铁,在磁场中运动的导体。他在《电学的实验研究》第19节中还讲到感应电流的方向。他写道：“当一条载流导线与另一条与之平行的导线相互接近时，感应电流方向与施感电流的方向相反,它们彼此排斥,反抗互相接近；当两线离开时,感应电流的方向与施感电流的方向相同,它们彼此吸引,反抗互相分离。”但这只是确定感应电流方向的一个特例,还没有提出确定感应电流方向的普遍法则。他在《电学的实验研究》第119节中指出：当一块金属通过磁极前面或两极之间时,所产生的电流与运动方向成直角。据此理由他解释了阿拉果实验,当圆盘在磁场中旋转时,感应电流的方向近似沿半径方向,在盘内形成闭合的感应电流,即涡电流,这个电流趋向于阻止磁针和圆盘

的相对运动,因此磁针就随着圆盘转动起来。

从10月底到11月初,法拉第进行了他著名的圆盘实验。他在一个铜轴上安装了扁平的铜盘,把它放在磁铁的两极间,用一根导线从铜轴上引出,另一根导线与铜盘边缘接触,然后把这两根导线与电流计相连接,当铜盘转动时,指针就发生了偏转(见图)。当反方向转动时,指针的偏转方向相反。在铜盘继续转动时,指针持续地偏转。这就是一台原始的发电机,通过铜盘的机械转动而产生了电流。

与此同时,法拉第还用磁感应线概念来解释电磁感应现象。他在《电学的实验研究》第231节中指出：“相对于磁铁运动的金属中存在的感应电流取决于金属横切的磁感应线。”

1832年,法拉第发现在相同条件下不同金属导体中产生的感应电流与导体的导电能力成正比(欧姆定律已在1826年得出),他由此意识到在电磁感应中产生了感应电动势。这个电动势与导体的性质无关,只取决于导线和磁力的相互作用。在闭合回路中感应电动势产生了感应电流,在开路中没有感应电流,但感应电动势还存在。

《法拉第电磁感应定律》教学设计

《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。

4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势

电磁感应现象教学反思

篇一：电磁感应教学反思 《电磁感应》教学反思 —— 一名年轻教师的课后感想 临沧 市一中物理教研组李芳 时光 飞逝，转眼间，我步入教学岗位已经接近三年了，在我从一个学生变成一名教师的巨大角色转 换中，在学校领导和老教师的帮助和指导下，我努力做好每一件事情，注重自己教学业务水平 的提高、注重反思教学中的缺漏、注意做好对学生和引导和与学生之间的沟通，但毕竟经验 不足、能力有限、应变能力还很欠缺，教学中还是经常快乐并失落着。 对于 一名教师来说，每上完一节课，都会有很多感受，有源于 传授 知识的喜悦、有对重点突出和难点突破的成就感、当然也有对课中遗漏每个细节的遗憾、有对 部队学生有厌学情绪的不解、有对没有处理好教学中出现的一些突发事件的沮丧、有对课堂效 率不高的忧虑 本节 课我试图改变这种弊端，在教学过程的总体设计上以学生为探索者，教师做引路人。按照教师 为主导，学生为主体，多媒体演示作手段，问题为线索的构想，采用引导探索式教法来进行教 学。试图教学过程的各个环节不断地为学生创设问题情境，设置悬念，适时点拨。例如在引 入新课时启发学生用逆向思维去提出问题，激发他们探求新知识的兴趣。当探索多次失败时， 启迪学生要持之以恒；当探索成功时，则简明扼要地概括研究问题的思路。把学生从纯知识的 学习导向知识、能力、思想的全面发展。 首 先，开始时没有培养好学生的学习兴趣，让学生由“老师要我学”变为“我要学”这个问题上 我做的还很不够。有学生上课注意力不集中，甚至打瞌睡。 其 次，课堂中还是没做到敢于“放”，善于“引” 。这堂课在学生探究方法上和时间可能不够 的问题上会比较突出，三个探究实验能否收到良好的教学效果，与教师的科学引导密切相关。 如果“放而不引”，流于形式，不仅教学时间不够，学生也可能“玩无所获”，如探究“电磁 感应现象”实验、“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验，实验次数较多，操作中易出现 如电路故障、方法不合理等这样那样的问题，没有教师的合理引导，学生不可能在有限时间内 完成学习任务。 最 后，我对初中物理教材和高中物理教材的研究还不够透彻。 篇二：电磁感应教学反思 高二物理《电磁感应现象》教学反思

高中物理_感应电动势与电磁感应定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《感应电动势与电磁感应定律》教学设计 授课人：授课时间：2015年3 月 课题感应电动势与电磁感应定律课型新课第1课时 教学目标 (三维)1．通过实验演示经历探究感应电动势的存在来理解电磁感应现象里感应电动势，并能判断其方向。 2.通过对 t? ?Φ ?Φ Φ、 、的区别来体会这三个物理量的本质含义。 3．在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律，并使学生体会在发现和认识物理规律中物理实验的重要作用，培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的能力。 4.经历由 t? ?Φ = ε推导θ εsin BLv =的过程，让学生再次体会感应电动势的产生 条件，从而加深学生对感应电动势物理本质的理解 教学重点与难点重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解 难点： 1、如何设计探究实验定性研究感应电动势与磁通量的变化率之间的关系2. t n E ? ?Φ =和E=BLv sinθ的区别和联系 教学方法 分组实验探究法小组合作探究法归纳总结法，讲授法教学器材 演示用：大型示教电流计；线圈；导线 学生用：灵敏电流计；线圈；条形磁铁；导线。 教学构想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。前面几节是从感应电流的角度来认识电磁感应现象的，这节课以感应电流的产生条件为新课导入，在此进一步深入到感应电动势来理解电磁感应现象，所以，在引课时一个演示实验让学生认识到有电流就得有电动势，从而引入感应电动势的概念。然后采用让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第 电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 教学流程1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用

电磁感应定律的应用教案

电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势

电磁感应现象教学设计

电磁感应现象教学设计 电磁感应现象教学设计 篇一：电磁感应现象教学设计 一、教材分析 课本从4个层面介绍了电磁感应——定性了解定磁感应现象、掌握感应电动势方向的判定规则和定量计算感应电动势的大小、了解电磁感应的两类情况、了解电磁感应规律在自感涡流电磁阻尼电磁驱动中的应用。 教材对感应电流产生条件、感应电流方向的判定、感应电动势的大小等的处理，全部是从唯象的角度，而且全部是拿磁通量来说事；但实际上，电磁感应存在两种本质完全不同的情况，而且谈论磁通量必须有一个回路，可是一根导体棒切割磁感线却没有回路。这种处理，实际上给学生造成了许多理解和应用上的困难。 不过，教材利用第五节做了一个补充，那么，一轮复习，笔者认为就应该纠回正常思路，先分两种情况说明，然后总结出感应电流产生条件、感应电流方向的判定规则和感应电动势的大小计算的磁通量表述。 另外，一轮复习，第一讲承担着全章知识内容的引领作用，因此本讲可以将本章所涉及的大部分关键模型拿出来与学生见面。 二、学情分析 学生已经自主复习了教材，并自主完成了第一讲资料前后的填空、

辨析和例题、练习，对本章、本讲所涉及的内容和题型都有了较为熟悉的了解。 但是，从练习的完成质量来看，学生对电磁感应的实质、磁通量的变化、楞次定律的综合应用都存在明显困难，这需要老师引导梳理和透彻理解本讲内容、并分类讲解楞次定律的应用思路和技巧。三、教学目标 1、知识与技能：熟练掌握磁通量及其变化的计算方法，理解感应电流的产生条件，深刻理解楞次定律并能够熟练、灵活应用。 2、过程与方法：通过教师的引导，一起重新整理知识脉络，从而加深对本章本节知识内容的理解；同时，通过对练习题的归类分析，从而加深对楞次定律的理解。 3、情感、态度与价值观：培养学生深入学习本章的兴趣和信心。 四、教学重难点 1、磁通量及其变化； 2、感应电流的产生条件； 3、楞次定律、右手定则的理解和应用。五、教学媒体 PPT多媒体课件，《与名师对话》一轮复习资料六、教学时间 七、教学反思 1、本讲第一部分内容——知识串讲部分，结合PPT课件讲快一些，因为特殊原因我的课件未能用成，导致知识串讲部分没有讲完。 2、有教师反映，感生电动势的讲解超纲——高考不考，一轮复习就不应该涉及。 3、楞次定律是电磁感应一章的难点，从后续几讲练习完成情况

高中物理电磁感应综合问题讲课教案

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化 →……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图， 抓住 a =0时，速度v 达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例如：如图所示中的金属棒ab 沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R 上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】 如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l ，短边的长度为l ，在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin( l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好，电 阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)() ( sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤= π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，

电磁感应教案

《电磁感应》章节复习教案 第二课时：电磁感应综合问题 课型：复习课 时间：2015/04/22 班级：高二（1）班 教者：许军义 教学目标： （一）知识与技能 1．进一步掌握感应电流的产生条件、方向的判断、大小的计算。 2. 掌握解决电磁感应中电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路。 （二）过程与方法 通过电磁感应中的电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路的教学，使学生的解题能思路、解题能力和解题方法得到进一步的提高，初步达到高考要求。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点：电磁感应综合问题分析方法及思路 教学难点：1.电磁感应与电路问题综合中等效电路分析。 2.电磁感应与力学问题综合中受力截面图分析及运动过程分析。 教学过程： 一、组织教学，清点人数。 二、导入教学，展示目标。 三、新课教学： （一）、电磁感应与电路知识的综合应用 用电路规律求解，主要1、解决电磁感应与电路问题的分析方法及思路。 （1）、确定电源： 首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体就是电源，其次利用 或 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 （2）、分析电路结构，画等效电路图。 （3）、利有欧姆定律，串并联规律等。 2、例题分析 {例1} 匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场宽度为d ，一正方形金属框连长为L,每边电阻 t n E ??Φ=θsin BLv E =

均为R ，金属框以速度V 匀速穿过磁场区域，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。则线圈进入磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= ；穿出磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= 。 {解题方法过程} 学生活动：画出线圈进入磁场和穿出磁场过程中 等效电路 师生活动：根据等效电路及电路知识确定线圈进 入磁场和穿出磁场过程中a 、b 两点间 电压Uab 答案：进入磁场过程:Uab=BLV/4 穿出磁场过程:Uab=3BLV/4 (二)、电磁感应中的动力学问题 1、解决电磁感应与动力学问题的分析方法及思路： 教师活动：展示电磁感应中的动力学问题解题的基本思路方框图，并讲解。 学生活动：看图理解。 2、例题分析 {例2}如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd 和ef ，水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m 。整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= 3 mg 拉细杆a ，经很长一段时间后，杆b 恰好静止在圆环上某处，试求： （1）此时回路中的感应电流； （2）此时杆b 的位置距圆环最低点的高度。 {解题方法过程} 学生活动：1、分析a 杆最终运动状态。 2、据a 3、画b 杆受力截面图。 a d b c 电路分析 确定电源 （E ，r ） 感应电流确定导体所受的安培力 受力分析确定合外力 a v 与a 方向关运动状态分析 临界状态

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

法拉第电磁感应定律教学设计

§4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；

高二物理电磁感应教案

高二物理电磁感应教案 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉

提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么? 师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书：

《电磁感应》教学设计

《电磁感应》教学设计 （一）引入新课：我们的物理“很美”，它具有“和谐的美”、“规律的美”——如浩瀚的宇宙及我们的太阳系在各就各位的运行着；它还具有“对称美”——如有“正电”就有“负电”、磁体有“南极”就有“北极”、平面镜中的像与物完全对称、还听说有“物质”就有“反物质”??当然物理也具有“奇异的美”，如听说有“磁单极子”，还有什么“宇称不守恒”……随着以后年级的递增，你会逐渐发现物理的各种美。通过奥斯特实验，我们知道：“电”能产生出“磁” ,（老师不妨在30秒内重现这个实验），那么同学猜想，反过来，“磁”能否生产出“电”来呢？（顺便板书逆向箭头并带问号） 几乎所有学生猜：“磁”也能生“电”。（那只是乱猜，无正当 理由，只是思维定势喊的） （二）引导学生确定需要哪些器材（这里，老师起很大主导作用）：当然要有磁体，还得有导线（否则，电流在哪流？），我给准备的是2m长的。还得有检验是否生出电流来的电流表（否则，你生出电来 了都还不知道呢）。 （三）这时，老师宣布：“开始试验，我看咱班那位同学把法拉 第憋了10年才发现的电流找出来”：同学们跃跃欲试，摩拳擦掌， 都想第一个发现，情绪激动，但无从下手，不知怎么摆弄好，憋得难

受，我则煞有介事的巡视着??我知道他们几乎发现不了。但我就想让他们憋很长一段时间并且还没书看，急的难受。巡视时，我发现各种各样的做法：1、导线敞开着，放在蹄型磁体上不动（很多学生）；2、导线敞开着，在蹄型磁体上随便乱动（很多学生）；3、导线敞开着，放在蹄型磁体中间不动（很多学生）；4、导线敞开着，放在蹄型磁体中间晃动（部分学生）；?? 这时候，我只问学生一句话：“开着的导线里会有电流吗？”只见大部分学生开始把导线闭合。但还是没有同学生产出电流来，我再说：“不急，人家法拉第用了好几年，我们才一节课，不过二班有个同学发现了”（其实没有）。就这样，学生们在好胜心的驱动下，积极的想着办法??我巡视着，开始发现有些学生把导线缠绕到蹄型磁体上。约15——20分钟以后（绝不是浪费），我走上讲台演示，我用的演示器材就是普通导线，我用夸张的慢动作缠绕10圈，快速切割，学生不约而同的：“啊，电流！”，我再用夸张的慢动作缠绕20圈，30圈，学生高呼：“大电流！”；再换正规实验器材——线圈，再做实验，然后，在线圈里接入一个灯泡，也发光。到此，学生一直感叹，后悔，我就差那么一点点！此时，我讲法拉第及科拉顿的故事。发给学生们线圈也感受感受。师生共同总结：产生电流的条件及电流方向与什么有关。

《电磁感应现象》教学设计

《电磁感应现象》教学设计 一、教材分析 电磁感应现象实在学生学习了电学的初步知识和电流能够产生磁场的基础上编排的，是初中电与磁的重点，同时也是电磁学的基础，通过本节课的学习，不仅能加深对电能生磁的理解，同时让学生对电磁学有一个较全面的认识，为下面和以后有关电磁学的学习奠定了基础。此外，电磁感应知识与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，因此，学习这部分知识有重要的现实意义。 二、学情分析 初中学生正处于发育、成长阶段，他们对事物存在好奇心，具有强烈的操作兴趣。而且通过前面的学习，已经初步掌握了科学探究的方法，分析问题、应用知识解决问题的能力也有所加强。 三、设计理念 本节课以新课程理念为指导，实施探究式教学，注重培养学生动手、动脑的良好习惯，让学生通过自主探究获得新知识，渗透科学探索的精神。 本节课利用日常生活中的“电”由何而来，引入新课，以激发学生的学习欲望，体现了从生活走向物理。在探究“磁生电”的过程中，采取了“逆向思维”、“科学探究”等方法，使学生始终处于积极的思索之中，把“教学过程”转变为“探究过程”，培养了学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力。而在学习发电机的过程中，则以学生自主学习为主，结合图片和模型，解决有关问题，同时通过“三峡工程”和“磁记录”等内容，把所学知识应用与生产实际中，以培养学生的自学能力以及终生的探索乐趣。 四、设计思路 1、三维目标 （1）知识与技能 ①理解电磁感应现象。 ②了解感应电流的方向与导体运动的方向及磁场的方向有关。

③知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。 ④知道我们的生活用电是交流电。 （２）过程与方法 ①通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。 ②通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小 发明、小制作活动。 （3）情感、态度与价值观： ①通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。 ②通过介绍发电机的发明，是学生了解科技发展是人类社会进步的巨大推动力。 2、教学重点和难点 （1）教学重点：磁如何产生电。 （2）教学难点：电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。 3、教学方法 观察实验法、科学猜想、实验探索法、讨论归纳法、多媒体演示、合作探究。 4、学法指导 现代的素质教育有一个更新的观念，就是培养学生的创新精神和实践能力，这其中最主要的因素就是懂得自己去发现问题而不是等别人来提问题，这也是我们以前教学过程中不太注意的，所以，现在我们要注意这些问题的发现。 对现时期的教学来讲，我们不仅要教学生知识，培养学生能力，传播学习的思想方法，重要的是通过这些手段，培养他们的学习能力，为他们今后继续教育或终身教育打下良好的基础。所以教学法部分有：（1）使学生学会发现问题，然后是分析、解决问题的能力。学生只有有了疑问，才有学习的动力，而问题的解决，恰好就是建立新的知识结构的过程，从而培养学生

苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应定律应用》教案

【基本概念与基本规律】 5．比较感生电动势与动生电动势 感生电动势 动生电动势 含 义 由于磁场发生变化而在回路 中产生的感应电动势 表示长为l 的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势 大 小 t n E ??Φ= BLv E = 非静电力 感应电场力 洛仑兹力 方 向 只能用楞次定律判别 可以用右手定则，也可用楞次定律判别 6．注意区别：磁通量Φ、磁通量的变化?Φ、磁通量的变化率t ??Φ。 ⑴Φ是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，BS =Φ。 ⑵?Φ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量，即12Φ-Φ=?Φ。 ⑶ t ??Φ表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，称磁通量的变化率。 ⑷上述三个物理量的大小没有直接关系，这一点与运动学中v 、v ?， t v ??三者相似。 【例1】（2006天津）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图 1所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 图 图

如图 2变化时，图 3中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是（ ） 【例2】如图所示，一边长为L 的正方形金属框，质量为m ，电阻为R ，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足B ＝kt 规律．已知细线所能承受的最大拉力T ＝2mg ，求从t ＝0时刻起，经多长时间细线会被拉断． 二、导体切割磁感线产生感应电动势计算 1．导体切割磁感线产生感应电动势的大小：θsin Blv E = ⑴上式适用导体平动，l 垂直v 、B 。 ⑵公式中L 是导体切割磁感线的有效长度。θ是v 与B 的方向夹角，若θ=90°(v ⊥B )时，则E=BLv ；若θ=0°(v ∥B )时，则E=0。 2．切割运动的若干图景： ① 部分导体在匀强磁场中的相对平动切割 ②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割 图

电磁感应教学设计.

电磁也应现象 本％内容足电船学的快心内容Z .在性个岛中物理中占有相％。要的地位.它 揭求了嫌和电的内在联札 教材先an r 解r 法拘弟发现电破也应现欢的眼难 历阳 后通过实淼探究的方法闩纳出了 “磴生电”的垸律.在教材中起到了承询 启后的作用.足学生今后学习法按第电磴盛戍定忡,捞次定冲和女变电流产牛?的 学牛己知道电流的mw.—奥斯特实驶.掌押r 磁场的禁本知识.卯解r 磁通 祖的幔念.粉中时也已经学习r 闭合电路的部分导体做切削猊蛾线遥动产生蛤应 电流的知识. n 然会激发起他们继续探究壤成电流产生的条件的兴鲤和热情.iftj ti 同学们u 前己经“ ?定的电学实轸裸件机岫和 定的探究.分析与归纳的能 力.对木n 课设计探究实脸 经教的指亍和小组合作.应该能够顺利完成， 析如此 学情分析 教学 II 标 W g 「.拘■"现电磁蛾应现象的的折妨村 用i 八"仅此 知谄什久是电破墙应现象,理解螃阿电检产生的条件. 过程与方法 情蛾、态度与 价值观 学会通过实心祝察.记京实於结果?分析论证?得出结论的科学探 究方法? I:通过对电磴博应现望的发现历程的学习，体会人类探索自然规伸 的科学态反和科学粘神. 2,逸过学习产生“嫉生电”的条件.斥成探宛物理岫I 的R 好习虬 提高自身的素养. 学点点 学法F 教垂推 教方及段 页点：通过实睑探究博应电流的产生条（1. 难点：加织学生完成他磁￥成现纹的实我.”纳忌结出产4一蛾成电流的条件. （1） 教帅启发.引轩孕牛先ni 很读法拉第发现电破壕应现象的眼燃为程?后认亭 生经历 探究'.愣应电流产生的条件”的过程.叩提出何迷——役订实验——采址数揖一 交流反愦-一分析队纳一行出结论一实践应川.学生在教帅的指导卜I ：动思号.I ； 动探索,亲身体/.从而体会科孚探索中的艰松 衡》其中的方法.激发学生的求知 砍.捉研生的科学案养? （2） 以探究实较为*线.结合演示实轮.设置1站的问题教学.以多媒体课件,电 『白板辅助教学. 教学 条形破轶.灵故电液计.演示电衣.线Nk JMNWh 滑动变RIH..蹄形磁铁. 媒体 电W. ［电池、微电流放人样.奥斯， ?" ? ITM）.媒线管.PPT 课件 教学 流程 图 教学过程设计 教学渔群 ?）新课引入 【演示I 】演示生活中的瞥通F 电简和尹压武「电筒发光 丁Ik 式T 电筒没仃电池，伊傩式发光,它的电是从哪来的？要 蜉决这个轲题，我们需要学习新的，八电磁骆 洁 今天我们学习第 W 电陋感应现象， 学生活动 设 旋察现象 以生活中的现 象 为切入点?创 i 殳情境，迅速吸 引学生的注意 力.井设置慈

法拉第电磁感应定律教案新人教版选修Word版

高二物理选修3-2《法拉第电磁感应定律》教案 目的要求 复习法拉第电磁感应定律及其应用。 知识要点 1.法拉第电磁感应定律 （1）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，即t k E ??Φ=，在国际单位制中可以证明其中的k =1，所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。（平均值） 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从匀强磁场中向右匀速拉出过程，仅ab 边上有感应电动势E =Blv ，ab 边相当于电源，另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 放在匀强磁场 中，当磁感应强度均匀减小时，回路中有感应电动势产生，大小为E =l 2(ΔB /Δt )，这种情况下，每条边两端的电压U =E /4-I r = 0均为零。 （2）感应电流的电场线是封闭曲线，静电场的电场线是不封闭的，这一点和静电场不同。 （3）在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E=BLv sin α（α是B 与v 之间的夹角）。（瞬时值） 2.转动产生的感应电动势 ⑴转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v 应该指导线上各点的平均速度，在本题中 应该是金属棒中点的速度，因此有22 12L B L BL E ωω=?=。 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分 别为L 1、L 2，所围面积为S ，向右的匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab 、cd 两边切割磁 感线，产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果线圈由n 匝导线 绕制而成，则E=nBS ω。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B 垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 例题分析 例1：如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感 L 1 v c B l a b d l v a b d ω o a v b c L 1 L 2 ω

高中物理人教版(电磁感应)教案与典型例题解析

高中物理人教版（电磁感应）教案与典型例题解析 4.1 划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点、难点 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发 1

电磁感应教学设计

电磁感应教学设计 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么?

师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书： 〈实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉

《4.4法拉第电磁感应定律教案》

4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 （1）知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 （2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、 t ??Φ。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 3、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？ 二、引入新课 1、问题1：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？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？ 三、进行新课 （一）、探究影响感应电动势大小的因素 （1）猜测：感应电动势大小跟什么因素有关？（2）探究问题： 问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：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3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小。 （二）、法拉第电磁感应定律 a b G E r

感应电流的方向教案

第一章第二节探究感应电流的方向 ［课时安排］第1课时 ［教学目标］： （一）知识与技能 (1)探究感应电流方向的规律； (2)楞次定律。 （二）过程与方法 （1）通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。 （2）通过典型题目的练习，让学生自己在练习过程中学会如何应用楞次定律，进而转化为技能技巧，达到熟练掌握的目的。）由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件。 （三）情感、态度与价值观 让学生经历从实验观察到抽象归纳得出理论的过程，体验物理学的规律是怎样得出来的。 ［教学重点］1．理解楞次定律内容； 2．会用楞次定律解决有关问题。 ［教学难点］：1．探究影响感应电流的实验； 2．应用楞次定律判断感应电流的方向。 ［教学器材］：演示电流计、线圈、条形磁铁，导线 ［教学方法］：实验演示法，多媒体辅助教学 ［教学过程］

（一）引入新课 提问1.什么是感应电流？ 提问2. 产生感应电流的条件是什么？ （二）新课教学 1.引出课题：产生的感应电流的方向与哪些 因素有关呢？如何判断感应电流的方向？ 板书：探究感应电流的方向 板书：一、探究感应电流的方向 演示实验如图示，让学生观察实验，经过讨论后得出结论： 2.学生讨论问题并完成表格后总结：感应电流的方向该如何判断？ 可以从以下几个方面入手： （1）、磁体的磁场方向是怎么样的？ （2）、穿过线圈的磁通量怎么变化？ （3）、感应电流的方向是如何的？ （4）、感应电流的磁场是如何的？ 根据提示设计并完成表格

板书：实验结论 ( 1 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。 ( 2 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。 板书：二、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。---------增反减同 3.试一试：用楞次定律判断课本P13图1-15中的现象，如图示。并利用楞次定律解释。 当磁体的N 极靠近铝环时会发生什么现象？铝环中是否产 生感应电流？如果产生了，电流方向是如何的？ 总结利用楞次定律判断感应电流的步骤 板书：三、判断感应电流的步骤