高中物理 第二章 2法拉第电磁感应定律 教案2.docx

优秀教案系列

第2节法拉第电磁感应定律

教学分析

教学分析

教学目标

1.物理观念:知道感应电动势的定义。

2.科学思维:通过实验理解法拉第电磁感应定律及表达式。

3.科学探究: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。

4.科学态度与责任:感受科学家对规律的研究过程,学习对工作严肃认真不怕困难的科学态度。

评价目标

1.通过对学过知识的复习提问和总结,检测学生对教学目标1的达成情况。

2.通过对例题的计算和分析,找出各物理量的关系。根据学生对练习题计算和分析的正确性检测学生对教学目标2的达成情况。

3.通过对学习体验的总结和学习心得的小组交流,由学习小组代表发言,根据发言及补充情况,检验学生对教学目标3及精神素养的提升的达成情况。

教学重难点

重点:法拉第电磁感应定律的建立和应用。

难点:对磁通量、磁通量的变化量和磁通量变化率的理解。

教学方法

讲授法、讨论法、观察法。

课时安排

2课时

教学准备

多媒体课件。

教学

教学设计

一、情境导入

观看摇绳发电视频。

二、新课讲授

[思考引入]让学生思考并回答以下问题。

[问题1]什么叫电磁感应现象?

[学生回答]利用磁场产生电流的现象。

[问题2]产生感应电流的条件是什么?

[学生回答](1)闭合电路;(2)磁通量变化。

[问题3]试从本质上比较甲、乙两电路。

图2.2-20

甲中有电源,闭合电路中有电流,乙中产生感应电动势,闭合电路中有感应电流。

[问题4]穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就会产生感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关?

让学生分组讨论,大胆猜想感应电流的大小跟哪些因素有关。

图2.2-21

[学生回答]1.磁场强弱;2.导体的运动速度;3.线圈匝数;4.磁场方向与导体运动方向;5.磁通量大小;6.磁通量的变化率。

课件展示:实验装置如图2.2-22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口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。

图2.2-22

(一)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变化率ΔΦ

E=kΔ

当电动势单位为V,磁通量单位为Wb,时间单位为s时,k的取值为1。

当线圈为n匝时,E=nΔΦ

2.法拉第电磁感应定律的理解

(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定,而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。

(2)磁通量的变化率对应Φ-t图线上某点切线的斜率

图2.2-23

[思考与讨论]

让学生思考并回答以下问题:

[问题1]磁通量大,磁通量变化一定大吗?

[问题2]磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?

教师总结:磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化量无直接关系:磁通量大(小,为零),磁通量的变化率不一定大(小,为零);磁通量的变化大(小),磁通量的变化率不一定大(小)。

(可以类比速度、速度的变化和加速度)

理解:Φ、ΔΦ、ΔΦ

项目

物理意义

与电磁感应关系

磁通量Φ

(状态量)

穿过回路的磁感线的条数多少

无直接关系

磁通量变化ΔΦ

(过程量)

穿过回路的磁感线的条数变化量多少

无直接关系

磁通量变化率Δ

穿过回路的磁通量变化的快慢

决定感应电动势的大小

应用法拉第电磁感应定律的三种情况

(1)磁通量的变化由面积变化引起时,ΔΦ=B·ΔS,则E=nB

(2)磁通量的变化由磁场变化引起时,ΔΦ=ΔB·S,则E=nΔ

(3)磁通量的变化由面积和磁场变化共同引起时,则根据定义求,ΔΦ=Φ末-Φ初。

E=nB2S2

通过以下例题让学生学会运用公式。

[例题展示]

【例题1】有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,求感应电动势。

例题解答:E=nΔΦΔ

答案:25V

【例题2】一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。

例题解答:E=nΔΦΔ

答案:16V

(二)导体切割磁感线运动时的感应电动势

1.导体垂直切磁感线

导体切割磁感线时的感应电动势

图2.2-24

E=ΔΦΔt=BΔ

动生电动势:由于导体做切割磁感线的运动而产生的电动势。

2.导体斜切磁感线

导线运动方向不与磁感线垂直时的情况

图2.2-25

E=Blv1=Blvsinθ(θ为v与B夹角),

若v∥B:E=0(无切割),

l应指切割磁感线的有效长度。

图2