2023年法拉第电磁感应定律的应用精品教案.pdf

学习必备 欢迎下载 a b d c 法拉第电磁感应定律的应用【教学目标】1、知识与技能：（1）准确理解法拉第电磁感应定律，知道平均电动势和瞬时电动势的区别；（2）知道电磁感应的两类情况动生和感生，并会计算动生电动势和感生电动势；（3）能够应用法拉第电磁感应定律解决感应电路中的电流、电量问题。2、过程与方法：（1）通过课前自主落实导学案，回忆并强化相关知识，形成知识结构；（2）通过一题多变式的引导思考，在辨析中深入理解法拉第电磁感应定律，并学会对比思考。3、情感、态度与价值观 通过本节课学习，体会物理知识的逻辑性和严密性，进一步强化理科思维习惯。【重点难点】1、平均电动势和瞬时电动势，感应电量的计算 2、动生电动势和感生电动势，平动切割有效长度，转动切割公式理解记忆【教学媒体】PPT 课件【教学过程】、引入：抢答物理学史【抢答题】谁（法拉第）发现了电磁感应现象？谁（纽曼、韦伯）导出了电磁感应定律？一、法拉第电磁感应定律 1、表达式：tnE 2、理解：n线圈匝数，t磁通量的变化快慢【判断题】穿过一个回路的磁通量越大，则感应电动势越大？（）穿过一个回路的磁通量变化越大，则感应电动势越大？（）穿过一个回路的磁通量变化越快，则感应电动势越大？（）二、平均电动势和瞬时电动势 1、t较长：tnE平均电动势 2、0 t：tnE瞬时电动势【例 1】如图所示，边长为 L、匝数为 n、总电阻为 R的正方形导线圈 abcd 处在一个匀强磁场 B 中，初始时刻，线圈平面与磁场方向垂直；现让线圈绕其一边 ab 以恒定角速度 转动。（1）（平均电动势）从如图所示位置转过 90 的过程中，试求线圈中产生的平均感应电动势E和通过线圈导线截面的电荷量 q；（2）（瞬时电动势）从如图所示位置开始计时，试求某时刻 t 穿过线圈的磁通量 ，并定性画出磁通量 、感应电动势 E 随时间 t 变化的图象。学习必备 欢迎下载 【小结】平均电动势的价值用于计算感应电量；感应电量 计算步骤tIqREItnE总，重要结论：总Rnq 若已知 t 图象（随时间 t 变化的规律），则可用图象的斜率得到感应电动势随时间变化的规律。三、动生电动势和感生电动势 设 t1时刻，回路中磁感应强度为 B1，回路有效面积为 S1，t2=t1+t时刻，回路中磁感应强度变为B2=B1+B，回路有效面积为 S2=S1+S，则在这个时间t内：SBSBSB11，tSBnStBntSnBtnE11。1、动生电动势：B 不变，S 变化，则tSnBE；2、感生电动势：B 变化，S 不变，则StBnE。【例 2】如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨处在竖直向下的匀强磁场 B 中，两导轨间距为 L、电阻不计，导轨左端接有定值电阻 R，一电阻不计的金属导体棒放在导轨上，并与导轨接触良好。试求以下各种情况下通过 R的电流大小：（1）（动生电动势平动切割）如图，当导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度 v 向右运动；（2）（动生电动势平动切割）如图，当导体棒与导轨成 角斜放在导轨上，并以垂直导体棒的速度 v 向右下运动；（3）（动生电动势平动切割）如图，当导体棒与导轨成 角斜放在导轨上，并以平行于导轨的速度 v 向右运动；（4）（动生电动势转动切割）如图，当导体棒绕与导轨上的接触点以恒定角速度 顺时针转动到与导轨成 45 时；图 图 图 图 图 图（5）（感生电动势tB）如图，若将导体棒固定在距左边为 d 处，而磁感应强度随时间按 R R v R v R v R d R d 应定律解决感应电路中的电流电量问题过程与方法通过课前自主落实导会物理知识的逻辑性和严密性进一步强化理科思维习惯重点难点平均电了电磁感应现象谁纽曼韦伯导出了电磁感应定律一法拉第电磁感应定律学习必备 欢迎下载 ktBB0规律变化，其中 k0；（6）（感生电动势有效面积）如图，仍将导体棒固定在距左边为 d 处，但磁场只分布在半径为 r 的圆形区域内，且磁感应强度随时间仍按ktBB0规律变化；（7）（动生、感生同时存在）如图，导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度 v 向右运动，t=0时刻，导体棒正好运动到距左边为 d 处，而磁感应强度随时间仍按ktBB0规律变化。【小结】计算电动势前，应分清是动生（切割）还是感生，动生 即可用tSnBE或BLvE（平动切割）、221BLE（转动切割）直接求解，感生可直接用StBnE求解，而不必用tnE。对于平动切割问题要注意“有效长度”概念；对所有问题，都要注意“有效面积”概念。四、课堂反馈（课外探究）1、（动生、感生）（2012 全国新课标卷）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率tB的大小应为 A.04 B B.02 B C.0B D.20B 2、（切割有效长度）（2013 河北沧州五校第二次高三联考）在边长为 L 的等边三角形区域 abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L 的等边三角形导线框 def 在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边 ef 始终与磁场的底边界 bc 在同一直线上，如图所示。取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是 A B C D【板书设计】法拉第电磁感应定律的应用 一、法拉第电磁感应定律 1、表达式：tnE 2、理解：n线圈匝数，t磁通量的变化快慢 R d v 图 应定律解决感应电路中的电流电量问题过程与方法通过课前自主落实导会物理知识的逻辑性和严密性进一步强化理科思维习惯重点难点平均电了电磁感应现象谁纽曼韦伯导出了电磁感应定律一法拉第电磁感应定律学习必备 欢迎下载 二、平均电动势和瞬时电动势 1、t较长：tnE平均电动势；感应电量：tIqREItnE总，总Rnq 2、0 t：tnE瞬时电动势；t 图象的斜率t 三、动生电动势和感生电动势 1、动生电动势：B 不变，S 变化，则tSnBE、BLvE、221BLE 2、感生电动势：B 变化，S 不变，则StBnE【教学反思】应定律解决感应电路中的电流电量问题过程与方法通过课前自主落实导会物理知识的逻辑性和严密性进一步强化理科思维习惯重点难点平均电了电磁感应现象谁纽曼韦伯导出了电磁感应定律一法拉第电磁感应定律