法拉第电磁感应定律教学设计(共4页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上法拉第电磁感应定律西安市田家炳中学 简波一、教材依据：人教版（必修加选修）第二册，十六章，第二节、法拉第电磁感应定律二、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 BLsin，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、a类比起来，使学生更容易理解、 、和E之间的联系。三、教学目标：（一）知识和能力目标知道感应电动势的概念，会区分、的物理意义。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。知道公式BLsin的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。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。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。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。 四、教学重点：法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式、BLsin的理解。五、教学难点：对、物理意义的理解。六、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）七、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）讲授新课一、感应电动势电源能够产生电动势，那么在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。学生思考讨论：如下图所示的三个实验中，分别是哪部分相当于电源？图图图图1中电源是导体棒AB，图2中电源是螺线管B，图3中电源也是螺线管B。学生思考讨论：产生感应电流的闭合电路断开，还有没有感应电动势？引导学生：电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻，电流为零，但是依然有电动势。教师总结：可见，感应电动势才是电磁感应现象的本质，电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。学生探究活动：如何通过上图所示的三个实验来研究影响感应电动势的大小因素呢？引导学生：对于闭合电路电阻是一定的，可以通过电流表指针偏转的角度大小来确定电路中感应电流的大小，从而确定感应电动势的大小。如何改变电路中电流的大小？学生设计的可能方案如下：、如图所示电路，通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。、如图所示电路，通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。、如图所示电路，通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。安排学生分组实验（为了节省时间，可将学生分为三大组，每一大组只做上述方案中的一个实验，每一大组适当的在分为几个小组。做完实验后由各组长上报实验结果，然后由教师在提炼总结）。结论：、感应电动势的大小，与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。、感应电动势的大小，与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关，速度越大，产生的感应电动势越大。、感应电动势的大小，与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。学生思考讨论：认真分析三个实验及其结论，找出共同的规律。引导学生：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。对于图所示实验，磁场的磁感应强度不变，通过导体棒做切割磁感线的运动，改变了闭合电路的面积，从而改变穿过该电路的磁通量，从而产生了感应电动势。导体棒运动越快，则回路面积变化也越快，使得磁通量的变化越快，而电流表指针偏转角度越大，说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快，感应电动势越大。让学生自己分析另外两个实验，总结结论共同规律：感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量的变化快慢如何表示呢？（从数学角度定量的表示）设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为1，时刻t时穿过闭合电路的磁通量为，则在时间ttt1内磁通量的变化量为1，磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量来表示，也叫磁通量的变化率。（对于、和E，学生很难理解它们之间的关系的，教师可将、E和、a类比起来，学生较容易接受。）二、法拉第电磁感应定律内容：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。表达式：写成等式形式，乘上比例系数k即k单位：（），（b），t（s）上式中的常数k等于多少呢？请同学们证明bs，则k（提示学生注意证明bs，实际上是证明bs，在证明的过程中注意导出单位是如何定义的，要把对应的公式联系起来，这个证明对学生来说，难度较大，教师可根据情况适当提示）。k=1，则可把上表达式写成E=。学生思考讨论：上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的，设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，那么整个线圈中的感应电动势又如何表示？n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍，即E=n。三、导体棒切割磁感线的感应电动势学生思考讨论：如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是，以速度向右运动，产生的感应电动势怎么表示？ 图4 图5在t时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1，这时线框的面积变化量SLt，穿过闭合电路的磁通量的变化量BSLt，代入公式中，得到BL 对于上式的成立有什么条件限制吗？（引导学生分析所设的物理过程的特殊性）上述物理过程所设磁场为匀强磁场，另外不难看出，磁感应强度方向、导体棒放置的方向和导体棒的运动方向是相互垂直的。所以其成立的条件是：匀强磁场；、相互垂直。学生思考讨论：通常我们还会遇到如上图所示，导体棒垂直纸面放置，磁场竖直向下，导体棒运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向有夹角。此时产生的感应电动势又如何表示呢？我们知道，只有在导体棒做切割磁感线运动时，才产生感应电动势，若导体棒平行磁感线运动，则不能产生感应电动势。所以可将其速度分解为垂直磁感线的分量1sin和平行磁感线的分量cos，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BL1BLsin。可见，导体棒切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度以及运动方向和磁感线方向的夹角的正弦sin成正比。（三）课堂小结通过本节课的学习，同学们要掌握计算感应电动势大小的方法，理解公式E=和E=BLsin的意义。但是电流也是有方向的，电流的方向又如何确定呢？这将是下节课要学习的内容。八、教学反思：本节内容较多，可适当安排为两节课时。有条件的学校，可将本节的演示实验调整为学生分组实验。本节内容学习完后，可安排一节习题课，主要针对n、BLsin的应用。注意n一般多用于计算平均感应电动势，而BLsin多用于计算瞬时感应电动势。另外要搞清、以及之间的关系。本节课教学设计内容充实，在实验操作能力分析归纳能力层面上对学生要求较高，课堂中学生出现的不确定因素也较多，要求教师要有较高的驾御课堂能力。专心-专注-专业