高中物理选修3-2第四章 电磁感应4 法拉第电磁感应定律教案

这是一份高中物理选修3-2第四章 电磁感应4 法拉第电磁感应定律教案，共6页。教案主要包含了教材分析，教学目标，教学重点难点，学情分析，教学方法，课前准备，课时安排，教学过程等内容，欢迎下载使用。

一、教材分析


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。





二、教学目标


1．知识目标：


（1）．知道什么叫感应电动势。


（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、。


2．能力目标：


（1）．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式，知道E=BLvsinθ如何推得。


（2）．会用和E=BLvsinθ解决问题。


3．情感、态度和价值观目标：


（1）．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。


（2）．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。





三、教学重点难点


重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解


难点：


（1）.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。


（2）.理解E=nΔφ/Δt是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于Δt时间内的平均值，而E=BLv是特殊情况下的计算公式，计算结果一般是感应电动势相对于速度v的瞬时值。





四、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真正的主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。





五、教学方法


1．实验、类比、等效、分析交流、归纳总结


2．学案导学：见后面的学案。


3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习





六、课前准备


1．学生的学习准备：结合学案内容预习课本本节内容。


2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：分好合作学习小组，安排布置好所需实验装置。





七、课时安排：3课时





八、教学过程


(一) 预习检查、总结疑惑


检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。


（二）情景导入、展示目标。


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，电路中存在持续电流的条件是什么？


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。


设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。


（三）合作探究、精讲点拨。


1、感应电动势








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。


电动势大，电流一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定。


图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。


图b中，哪部分相当于a中电源内阻？线圈自身的电阻。


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。


2、电磁感应定律


感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用课件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考：











丙








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：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?


穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.


由全电路欧姆定律知I=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。


磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。


教师：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变化量，用公式表示为。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢？


实验甲中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，


I感大，E感大。


实验乙中，导体棒运动越快，越大，I感越大，E感越大。


实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时大，I感大，E感大。


从上面的三个实验我们可以发现，越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。


（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）


设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势为E，则


E=k


在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成


E=


设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为


E=n


3、导线切割磁感线时的感应电动势


导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？


解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为


ΔS=LvΔt


穿过闭合电路磁通量的变化量为


ΔΦ=BΔS=BLvΔt


据法拉第电磁感应定律，得


E==BLv


问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？


如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。


解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcsθ。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为


E=BLv1=BLvsinθ


［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。


4、反电动势


引导学生讨论教材图4.3-3中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？





学生讨论后发表见解。


教师总结点评。电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。


讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？


学生讨论，发表见解。电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。








（四）反思总结，当堂检测。


教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。


设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）


（五）发导学案、布置预习。


我们已经学习了《法拉第电磁感应定律》，那么，如何应用《法拉第电磁感应定律》解决实际问题呢？这节课后大家可以先预习这一部分，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。


设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。





九、板书设计


（一）、感应电动势


（二）、电磁感应定律


1．法拉第电磁感应定律内容


2．公式：E=n


（三）、导线切割磁感线时的感应电动势


E=BLv1=BLvsinθ


（四）、反电动势





十、教学反思














十一、学案设计(见下页)