人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律精品教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律精品教学设计，共12页。

备课人
学科
物理
课题
2.2 法拉第电磁感应定律
教学内容分析
前面几节的内容是从感应电流的角度来认识电磁感应现象的。本节是从感应电流进一步深入到感应电动势来理解的，即研究“决定感应电动势大小的因素”。
本节非常重视概念建构过程，通过对一个个问题情境的探究总结归纳出物理规律，体现对学生核心素养培养的要求。首先，通过创设问题情境，让学生思考和讨论，在问题的探讨中逐步形成物理概念；其次，通过定性实验对问题进一步深入探究，意在培养学生的科学探究能力；随后，以陈述事实的方式引入法拉第电磁感应定律，由于法拉第电磁感应定律很难通过定量实验来探究，教材中并没有做要求，而是陈述客观事实，解释了为什么要命名为法拉第电磁感应定律，体现科学态度与责任；最后，用法拉第电磁感应定律推导出导体切割磁感线的感应电动势公式，重视对学生科学思维的培养。很多物理规律的得出，要经历对事实经验的思考，定性或定量实验的探究，对实验结果和大量经验的总结和归纳，最终得到比较完备的物理规律，让学生体验和经历这样的建构过程，有助于学生科学素养的提高。
同时，教材还关注了电磁感应现象中能量转化的过程，让学生从能量守恒的角度理解电磁感应现象，对学生能量观的形成很有好处，教师在进行这一部分的教学时应予以适当关注。本节教学的重点是法拉第电磁感应定律，难点是对磁通量的变化及磁通量的变化率的理解。
学情分析
学生基础知识掌握情况：在教学开始前，需要对学生的基础知识进行了解。法拉第电磁感应定律是物理学中的重要内容，需要学生具备一定的电磁学基础知识，如电流、磁场、电磁感应等。教师需要了解学生对这些基础知识的掌握情况，以便有针对性地开展教学。
学生学习兴趣和动力：学生的学习兴趣和动力对教学效果有重要影响。教师需要了解学生对法拉第电磁感应定律的兴趣程度和学习动力，以便采用合适的教学方法激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。
学生学习难点和困惑：在教学过程中，教师需要关注学生的学习难点和困惑。法拉第电磁感应定律涉及到的概念和公式较为抽象，学生可能难以理解。教师需要及时了解学生的学习难点和困惑，并采取有效措施帮助学生解决这些问题。
教学目标
1.通过实验，理解法拉第电磁感应定律。知道E=Blvsinθ是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。
2.经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出E=Blvsinθ的过程，体会矢量分解的方法。
3.知道与E=Blvsinθ的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点
教学重难点
1、教学重点：法拉第电磁感应定律的建立和应用。
2、教学难点：对磁通量，磁通量的变化量和磁通量变化率的理解。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
【问题1】电路中要有电流，就需要一个电源，电源有两个重要参数，一个是内电阻，另一个是什么？
【问题2】电磁感应现象中，电路中产生了感应电流，感应电路中有没有电源？这个电源在哪里？
【问题3】感应电源的电动势的方向是怎样的呢？
回答电动势
回答有电源，产生电磁感应的部分就是电源。比如，动生现象中切割磁感线的导体，感生现象中变化磁场穿过的线圈。
引出本节课的主题
新课教学
一、感应电动势
感应电动势
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势;
甲
2.条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势。 与电路是否闭合无关。
①有感应电流一定存在感应电动势；
②有感应电动势不一定存在感应电流。
电磁感应的实质
磁通量变化是电磁感应的根本原因; 产生感应电动势是电磁感应现象的本质.（产生感应电流只不过是一个现象，表示电路中输送着电能；而产生感应电动势才是电磁感应现象的本质，它表示电路已经具备随时输出电能的能力）
总结：感应电动势的有无，完全取决于穿过闭合电路中的磁通量是否发生变化，与电路的通断，电路的组成是无关的。
感应电动势的大小又是怎样的呢？它可能与哪些因素有关？
学生阅读课文，归纳感应电动势的定义。
尝试回答电磁感应的条件
总结电磁感应的实质。
回答猜想
理解感应电动势的内涵。
二、法拉第电磁感应定律
探究影响感应电动势大小的因素
实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管20cm,30cm,40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。
实验过程
1、感应电流大小与相同时间内磁感应强度变化大小的关系
线圈匝数：200
下落高度：30厘米
感应电流大小与磁铁运动速度的关系
线圈匝数：200
磁铁个数：2个
3、感应电流大小与线圈匝数的关系
磁铁个数：2个
下落高度：30厘米
法拉第电磁感应定律
1.内容：闭合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。
2.公式:
线圈有n匝：
3.注意：
（1）公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。
（2）产生感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源的电动势。
4.应用:用公式 求E的几种常见情况：
①B不变, S发生变化,ΔS＝S2-S1 ：
②S不变, B发生变化,ΔB＝B2-B1 ：
③如果B、S都变化呢？
ω
设计实验，并进行实验。
阅读课文，总结法拉第电磁感应定律的内容。
回答问题
锻炼学生用实验解决问题能力。
锻炼学生总结归纳问题能力。
按提示逐步提升学生知识运用能力。
三、导线切割磁感线时的感应电动势
思考与讨论
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。
回路在时间Δt内增大的面积为：ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为
=BLvΔt
ΔΦ=BΔS

产生的感应电动势为：
那要是B、L、v不垂直怎么计算呢？
如果将与B的方向夹角为θ速度按右图中所示分解在与磁场垂直和与磁场平行方向上，他们各自的产生电动势是多少？
①垂直于磁感线的分量：v1=vsinθ
②平行于磁感线的分量：v2=vcsθ
只有垂直于磁感线的分量切割磁感线，于是产生感应电动势：
（二）导线切割磁感线时的感应电动势：
注意：
①此公式只适用于双垂直切割
②若导体斜割：
③若V//B，则E=0若V//杆，则E=0
④l应为有效长度
2.方向：由等效电源的负极流向正极。
3.l为切割磁感线的有效长度
E=Blvsinθ
l：导线垂直于运动方向上的投影。
转动切割
如图所示，导体棒长为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。以O为圆心转动，角速度ω，求E。
由于棒上各点的速度随着距离O点的距离均匀变化，所以可以用O、A两点的平均速度代替棒运动的速度求解。
右手定则：φA>φO
线圈绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数n，求E。
（1）线圈处于如图所示位置
（2）当线圈转过θ 时，电动势
（3）线圈以图示情形运动时
线圈以此位置为初始位置，经过时间t,转过角度ωt时：
①适用于线圈绕垂直于磁场的轴的转动，与轴的位置无关。
②与线圈平面形状无关
③线圈从平行于磁场的位置开始计时
按提示分步回答问题。
推导B的方向夹角为θ速度按右图
学生交流注意事项
归纳电动势的方向。
回答有效长促的计算方式。
尝试推导转动切割导体棒的电动势。
按照提示一步步推导电动势的大小。
让学生亲自推导导线切割磁感线问题公式。
完善知识体系。
学会利用公式解答问题。
全面建立电动势的知识。
有效长度的计算方法。
提升学生对公式的应用能力。
提升学生对公式的应用能力。
课堂总结
板书设计
第2节 法拉第电磁感应定律
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，一是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
教学方法的有效性：在教学结束后，教师需要对自己的教学方法进行反思。教师需要思考所采用的教学方法是否能够有效地帮助学生理解法拉第电磁感应定律的概念和公式，是否能够激发学生的学习兴趣和学习动力。如果教学方法存在问题，教师需要及时调整和改进。
学生学习效果的评估：教师需要对学生的学习效果进行评估。可以通过作业、测试、课堂互动等方式了解学生对法拉第电磁感应定律的掌握情况。如果学生的学习效果不佳，教师需要分析原因并采取相应的措施帮助学生提高学习效果。
教学过程的优化和改进：教师需要对自己的教学过程进行反思和优化。可以思考如何更好地激发学生的学习兴趣和学习动力，如何更有效地帮助学生理解法拉第电磁感应定律的概念和公式，如何更好地解决学生的学习难点和困惑。通过不断的教学反思和改进，教师可以提高自己的教学水平，提高学生的学习效果。