高中物理《法拉第电磁感应定律(11)》优质课教案、教学设计
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法拉第电磁感应定律-优质课教案第一章:引言1.1 教学目标让学生了解法拉第电磁感应定律的背景和重要性。
激发学生对电磁感应现象的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容介绍电磁感应现象的发现过程。
引出法拉第电磁感应定律的概念。
1.3 教学方法使用多媒体演示电磁感应现象的实验。
引导学生通过观察和思考,提出问题并寻找答案。
1.4 教学活动播放电磁感应现象的实验视频。
学生观察并描述实验现象。
教师引导学生思考电磁感应的原理和规律。
第二章:法拉第电磁感应定律的表述2.1 教学目标让学生理解法拉第电磁感应定律的表述和含义。
学会使用法拉第电磁感应定律进行简单的计算。
2.2 教学内容给出法拉第电磁感应定律的数学表述。
解释定律中的各个参数和物理意义。
2.3 教学方法使用示例和图示来解释法拉第电磁感应定律的表述。
引导学生通过公式推导和计算来加深理解。
2.4 教学活动教师讲解法拉第电磁感应定律的表述。
学生跟随教师的示例进行公式推导和计算。
学生进行小组讨论,互相解释定律的含义。
第三章:电磁感应实验3.1 教学目标让学生通过实验观察和测量电磁感应现象。
学会使用实验仪器和设备进行电磁感应实验。
3.2 教学内容介绍电磁感应实验的原理和步骤。
讲解实验仪器的使用和测量方法。
3.3 教学方法教师演示电磁感应实验的步骤和操作。
学生亲自动手进行实验,观察和测量电磁感应现象。
3.4 教学活动教师演示电磁感应实验。
学生分组进行实验,记录实验数据和观察结果。
第四章:电磁感应应用4.1 教学目标让学生了解电磁感应现象在生活中的应用。
培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4.2 教学内容介绍电磁感应现象在电力、电机、传感器等方面的应用。
分析电磁感应现象在实际问题中的解决方案。
4.3 教学方法使用案例分析和实物展示来介绍电磁感应应用。
引导学生通过小组讨论和创意设计来提出应用方案。
4.4 教学活动教师介绍电磁感应现象在电力和电机等领域的应用。
学生进行小组讨论,提出电磁感应现象在生活中的应用方案。
法拉第电磁感应定律-优质课教案一、教学目标1. 让学生了解法拉第电磁感应定律的发现过程,感受科学研究的艰辛与快乐。
2. 通过实验和理论分析,使学生掌握法拉第电磁感应定律的内容及其应用。
3. 培养学生的观察能力、动手能力和思维能力,提高学生的科学素养。
二、教学重点与难点1. 教学重点:法拉第电磁感应定律的内容及其应用。
2. 教学难点:法拉第电磁感应定律的数学表达式和能量转化。
三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索法拉第电磁感应定律。
2. 利用实验演示,让学生直观地感受电磁感应现象。
3. 运用讨论法,培养学生的团队合作精神和批判性思维。
四、教学准备1. 实验器材:电磁感应实验装置、电流表、电压表、导线、开关等。
2. 教学课件:法拉第电磁感应定律的相关图片、视频和动画。
3. 教学资料:法拉第电磁感应定律的历史背景、发现过程和相关论文。
五、教学过程1. 导入新课:通过展示法拉第电磁感应实验的动画,引起学生的兴趣。
提问:“你们知道法拉第电磁感应定律吗?它是什么时候发现的?由谁发现的?”2. 探究法拉第电磁感应定律:1. 让学生回顾电磁感应现象,引导学生思考电磁感应的本质。
2. 介绍法拉第电磁感应定律的发现过程,让学生了解科学家们的研究艰辛。
3. 讲解法拉第电磁感应定律的内容,引导学生理解感应电流的方向和大小。
3. 实验演示:1. 演示电磁感应实验,让学生亲眼观察到感应电流的产生。
2. 引导学生运用法拉第电磁感应定律解释实验现象。
4. 数学表达式与能量转化:1. 讲解法拉第电磁感应定律的数学表达式,让学生掌握计算感应电流的方法。
2. 探讨电磁感应过程中的能量转化,使学生理解能量守恒定律。
5. 课堂小结:对本节课的内容进行总结,强调法拉第电磁感应定律的重要性及其在实际应用中的价值。
6. 课后作业:布置一些有关法拉第电磁感应定律的练习题,巩固所学知识。
7. 教学反思:在课后对教学过程进行反思,总结优点和不足,为今后的教学提供改进方向。
选修 3-2 第四章第2节法拉第电磁感应定律授课人:定南县第二中学彭金福教学目标1、知识与技能:(1)知道感应电动势概念,及决定感应电动势大小的因素。
(2)知道磁通量的变化率,并能区别Φ、ΔΦ、t∆∆Φ。
(3)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
2、过程与方法(1)经历学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
3、情感态度与价值观(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)通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生把握主要矛盾。
教学重点1、实验探究感应电动势的影响因素2、法拉第电磁感应定律理解和应用教学难点1、探究实验的思考、推理过程2、区分Φ、ΔΦ、t∆∆Φ。
设计思路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。
本节课的实验是上节课所演示过的,只不过研究的侧重点不同。
本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程,通过探究实验学生自己动手做,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。
教学流程教师活动学生活动一. 情景引入展示三峡电站图片,引入课题通过图片的吸引,想学习本课内容二、概念:感应电动势1、得出概念(1)演示电磁感应现象(2)提问:感应电流产生的条件(3)比较:电流形成的条件,----- I感的产生必须有电动势(4)感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势。
1、观察现象,回答:是什么现象2、产生感应电流的条件①闭合回路②磁通量发生变化3、对比两幅图,从图中,Φ变化的线圈产生电动势,相当于电源,2、E感产生条件(1)开关断开,重复上面的演示E感的产生与电路是否闭合无关(2)产生条件:Φ发生变化电磁感应现象的本质——感应电动势,观察:没有感应电流思考:E感产生了吗?三、探究影响E感大小的因素1、猜想:从演示的实验、产生的条件猜想,排除干扰因素,确定影响因素。
法拉第电磁感应定律-优质课教案第一章:引言1.1 课程背景法拉第电磁感应定律是电磁学的基础之一,对于理解现代科技的发展具有重要意义。
本课程旨在帮助学生深入理解法拉第电磁感应定律的原理和应用,提高学生的科学素养。
1.2 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)了解法拉第电磁感应定律的发现过程;(2)理解法拉第电磁感应定律的表述;(3)掌握法拉第电磁感应定律的基本应用。
1.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的背景、发现过程和表述。
1.4 教学方法采用讲解、案例分析和互动讨论相结合的方式进行教学。
第二章:法拉第电磁感应定律的发现2.1 课程背景法拉第电磁感应定律的发现是电磁学发展史上的重要里程碑,了解其发现过程对于理解定律的重要性具有重要意义。
2.2 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)了解法拉第电磁感应定律的发现过程;(2)理解法拉第的实验方法和思维方式。
2.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的发现过程,包括法拉第的实验方法和思维方式。
2.4 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
第三章:法拉第电磁感应定律的表述3.1 课程背景法拉第电磁感应定律的表述是理解和学习电磁学的基础,掌握其表述对于进一步学习电磁学的其他内容至关重要。
3.2 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)掌握法拉第电磁感应定律的表述;(2)理解法拉第电磁感应定律的各种形式。
3.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的表述,包括各种形式。
3.4 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式进行教学。
第四章:法拉第电磁感应定律的基本应用4.1 课程背景法拉第电磁感应定律在生产和生活中有着广泛的应用,了解其基本应用对于理解电磁学的实际意义具有重要意义。
4.2 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)掌握法拉第电磁感应定律的基本应用;(2)了解法拉第电磁感应定律在生产和生活中的应用。
4.3 教学内容本章主要介绍法拉第电磁感应定律的基本应用,包括在生产和生活中的应用。
第2节法拉第电磁感应定律 教学目标:1.理解感应电动势的概念,明确感应电动势的作用.2.理解感应电动势的大小与磁通量变化率的关系,掌握法拉第电磁感应定律及应用.3.通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步揭示电与磁的关系,培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力.教学重点:法拉第电磁感应定律的建立和应用.教学难点:1.磁通量的变化与变化率的区别,及与感应电动势的关系.2.决定磁通量大小的因素,及其变化特点.教学关键:做好演示实验,观察并分析好实验.[教具]演示用电流计、线圈(螺线管)、磁铁、导线等.教学方法:应用分析、类比和迁移等思维方法,在实验中让学生理解法拉第电磁感应定律的实质,得出定律的表达公式,进而掌握其应用.教学过程:引入新课由前节可知,感应电流的方向与原磁场的方向以及磁通量的变化有关.那么,感应电流的大小又与什么有关系呢?我们知道:电流的大小与电动势有关系,让我们首先来研究感应电动势的产生.进行新课1.法拉第电磁感应定律1.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ΔΦΔt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ΔΦΔt对应Φ-t 图线上某点切线的斜率。
2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时,ΔΦ=B ·ΔS ,则E =n B ΔS Δt; (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时,ΔΦ=ΔB ·S ,则E =n ΔB ·S Δt; (3)磁通量的变化是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 =n B 2S 2-B 1S 1Δt ≠n ΔB ΔS Δt。
典例] 如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ,磁场方向与圆环所在平面垂直。
磁感应强度B 随时间均匀增大。
两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b 。
1法拉电磁感应定律【知能准备】一、法拉第电磁感应定律及数学表达式:回路中的感应电动势的大小和 成正比。
ε=1、要严格区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。
2、磁通量的变化率与匝数的多少无关。
3、由ε=Δφ/Δt 算出的通常是时间Δt 内的 ,一般不等于初态与末态电动势的平均值。
4、若Δφ由磁场的变化引起,则Δφ/Δt 常用 来计算。
5、若Δφ是由回路面积的变化引起,则Δφ/Δt 常 用 来计算。
6、感应电量:在Δt 时间内通过电路中某一横截面的电量q=二、用公式Blv =ε求电动势时,应注意以下几点:1、此公式一般应用于 (或导体所在处各点的B 相同),导体各部分的磁感应强度相同的情况;2、 若导体棒绕某一固定轴旋转切割磁感应线,虽然棒上各点的线速度并不相同,但可用棒各点的平均速度(即棒的中点速度)代替切割速度。
3、 式中的L 指导体的有效切割长度,即导体首末两端的连线在既垂直于B ,又垂直于运动方向的投影长度。
式中的V 是指有效切割速度。
在具体运用时,是分解B ,还是分解V ,还是投影导体,要具体问题具体分析。
4、 若切割速度V 不变,ε为恒定值;若切割速度为即时速度,则ε为瞬时电动势。
【同步导学】1.疑难分析(一).要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念.1.Φ,ΔΦ,ΔΦ/Δt大小没有直接关系,可以与运动学中v,Δv,Δv/Δt三者类比。
2.关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量Φ=B ∙S ∙sin α(α是B 与S 的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-2 Φ1有多种形式,主要有:①S 、α不变,B 改变,这时ΔΦ=ΔB ∙S sin α②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS ∙B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)当B 、S 、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
课题1.2法拉第电磁感应定律 课型 新授课 主备人 授课人 授课班级 授课时间教学目标知识与技能: (1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(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、t∆∆Φ。
(3)、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
(4)、知道E =BLv sin θ如何推得。
(5)、会用t n E ∆∆Φ=解决问题。
过程与方法 (1)、经历学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ,掌握运用理论知识探究问题的方法。
情感态度与价值观 (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)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生把握主要矛盾。
教学重点 法拉第电磁感应定律教学难点 感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
教学方法 实验法、归纳法、类比法教 学 过 程1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?答:电路闭合,且这个电路中就一定有电源。
3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向二、引入新课1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定感应电流了.2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?答:有,因磁通量有变化②、有感应电流,是谁充当电源?答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。
③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势? a G r答:电路断开,肯定无电流,但有电动势。
高二物理教案法拉第电磁感应定律9篇法拉第电磁感应定律 1教学目标知识目标1、知道决定感应电动势大小的因素;2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别;3、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式;4、会用法拉第电磁感应定律解答有关问题;5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小;能力目标1、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力.情感目标1、培养学生对实际问题的分析与推理能力。
培养学生的辨证唯物注意世界观,尤其在分析问题时,注意把握主要矛盾.教学建议教材分析理解和应用法拉第电磁感应定律,教学中应该使学生注意以下几个问题:⑴要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念.⑵求磁通量的变化量一般有三种情况:当回路面积不变的时候,;当磁感应强度不变的时候,;当回路面积和磁感应强度都不变,而他们的相对位置发生变化(如转动)的时候,(是回路面积在与垂直方向上的投影).⑶ E是时间内的平均电动势,一般不等于初态和末态感应电动势瞬时值的平均值,即:⑷注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的磁通量变化率取绝对值,感应电动势也取绝对值,它表示的是感应电动势的大小,不涉及方向.⑸公式表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小,是一个重要的公式.要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一个特殊形式,当导体做切割磁感线的运动时,使用比较方便.使用它计算时要注意B、L、v这三个量的方向必须是互相垂直的,遇到不垂直的情况,应取垂直分量.建议在具体教学中,教师帮助学生形成知识系统,以便加深对已经学过的概念和原理的理解,有助于理解和掌握新学的概念和原理.在法拉第电磁感应定律的教学中,有以下几个内容与前面的知识有联系,希望教师在教学中加以注意:⑴由“恒定电流”知识知道,闭合电路中要维持持续电流,其中必有电动势的存在;在电磁感应现象中,闭合电路中有感应电流也必然要存在对应的感应电动势,由此引出确定感应电动势的大小问题.⑵电磁感应现象中产生的感应电动势,为人们研制新的电源提供了可能,当它作为电源向外供电的时候,我们应当把它与外电路做为一个闭合回路来研究,这和直流电路没有分别;⑶用能量守恒和转化来研究问题是中学物理的一个重要的方法.化学电源中的电动势表征的是把化学能转化为电能的本领,感应电动势表征的是把机械能转化为电能的本领.教法建议法拉第电磁感应定律的重点是研究决定感应电动势大小的因素是什么,这一知识点无法从前面的知识得出,因此做好实验,从实验中分析归纳出法拉第电磁感应定律的内容,是学好这部分知识的关键;由于上一节学习产生感应电流的条件时,就使学生明确了穿过闭合电路的磁通量变化与否,决定了感应电流的有无,因此,本节实验的重点是使学生观察感应电流的大小与什么因素有关.对于程度比较好的学校,建议将实验改为学生分组完成,学生自己进行探究,教师加以引导分析.关于感应电动势的几点教学建议本节教材讲述了感应电动势的概念,通过对实验的定性分析,得出感应电动势的大小跟哪些因素有关系,最后给出了计算感应电动势大小的公式:,但没有讲述法拉第电磁感应定律.在讲授这节教材时,要注意概念、定律的建立过程,使学生知其所以然,防止学生死记几条干巴巴的结论.(1)感应电动势概念的建立:如何搞好物理概念的教学,这是一个很值得研究的课题.对此,各人虽有不同主张,但都很注意在抓好概念的引入、理解和应用这些环节上下功夫.在感应电动势概念的教学中,也应注意这几个环节.①引入感应电动势的概念时,教材利用前面几章学过的电动势、闭合电路欧姆定律等知识来分析产生感应电流的电路,得出既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中必然有电动势.在电磁感应现象中,产生的电动势叫感应电动势.教学实践表明,这样引入学生较易接受.②比较概念之间的内在联系,是一种使学生深刻理解概念本质的好方法.由感应电流过渡到感应电动势,对学生来说是从具体到抽象,从现象到本质的认识深化过程.为了让学生认识感应电流与感应电动势的区别和联系,教师可以用大型电流表和电压表演示电路在接通与断开条件下的回路电流与路端电压,让学生看到回路断开时,没有感应电流,但路端电压(即感应电动势)仍存在.而电路中出现感应电流,是要以电路闭合与电动势的同时存在为前提条件.从而说明感应电动势的有无,完全决定于穿过回路的磁通量的变化,与回路的通断,回路的组成情况等无关.而电路中的感应电流存在,只是在闭合电路中有感应电动势存在的必然结果.对纯电阻电路,感应电流强度与感应电动势的数量关系满足 .教师通过上述演示和分析对比,使学生了解到,电磁感应现象中感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质.③让学生把初学的概念在实际问题中加以应用,对巩固和深化概念很有效.教师可以教材中产生感应电流的二个实验,即图1、图2为例,让学生找一找,电路中哪部分导体产生了感应电动势,起到了电源的作用(在图1中是AB导体、图2中是线圈B).(3)感应电动势的大小:可利用课本图4-1和图4-2的实验装置,演示在闭合电路内磁通量变化快慢不同的情况下,产生的感应电流大小不同,从而分析出感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关.然后直接指出:理论和实践证明,导体在匀强磁场中作切割磁感线运动时,在B、l、v互相垂直的情况下,产生的感应电动势的大小可用公式来计算,即感应电动势的大小跟磁感应强度、导体长度、导体运动速度成正比.在演示中要注意说明:①磁铁相对线圈运动的快慢不同时或导体切割磁感线的快慢不同时,磁通量变化的快慢不同.②由于产生感应电流的闭合回路情况没有变化,所以感应电流大小的变化反映了感应电动势大小的变化.由于必修课中不讲法拉第电磁感应定律,公式不能从理论推导出来,为了便于学生接受和理解与B、l、v的正比关系,可以采用下述教法.利用图2来分析与B、l、v的关系.图中abcd为放在匀强磁场中的矩形线框,线框平面跟磁感线垂直,让线框中长为l的可滑动导体ab,以速度v向右运动,单位时间内运动到 .由图可以看出,lv是导体在单位时间内扫过的面积大小,Blv是单位时间内导体切割磁感线的条数,即单位时间内磁通量的变化.由此可见,当B、l、v 各量越大时,单位时间内穿过闭合回路的磁通量变化越大,或者说磁通量变化得越快,这时产生的感应电动势就越大.公式反映了感应电动势跟B、l、v成正比.讲完决定感应电动势大小的规律之后,可让学生通过练习来掌握规律.除了做节后的例题之外,还可把课本中练习二(1)题和习题(5)题在课堂上讨论,必要时可再适当补充一些基础练习.法拉第电磁感应定律的教学设计方案引入部分示例:复习提问:1:要使闭合电路中有电流必须具备什么条件?(引导学生回答:这个电路中必须有电源,因为电流是由电源的电动势引起的)2:如果电路不是闭合的,电路中没有电流,电源的电动势是否还存在呢?(引导学生回答:电动势反映了电源提供电能本领的物理量,电路不闭合电源电动势依然存在)引入新课:在电磁感应现象里,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.1:引导学生找出下图中相当于电源的那部分导体?法拉第电磁感应定律 2教学目标知识目标1、知道决定感应电动势大小的因素;2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别;3、理解的内容和数学表达式;4、会用解答有关问题;5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小;能力目标1、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力.情感目标1、培养学生对实际问题的分析与推理能力。
法拉第电磁感应定律-优质课教案一、教学目标1. 让学生了解法拉第电磁感应定律的发现过程,感受科学研究的艰辛与快乐。
2. 通过实验和问题探究,让学生掌握法拉第电磁感应定律的内容,并能运用其解释生活中的电磁现象。
3. 培养学生运用科学方法研究问题的能力,提高学生的实验操作技能和团队协作能力。
二、教学内容1. 法拉第电磁感应定律的发现过程2. 法拉第电磁感应定律的内容3. 法拉第电磁感应定律的应用4. 电磁感应现象在生活中的实例5. 实验操作与问题探究三、教学重点与难点1. 教学重点:法拉第电磁感应定律的内容及其应用。
2. 教学难点:法拉第电磁感应定律的推导过程,实验操作技能的培养。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学模式,引导学生主动探究法拉第电磁感应定律。
2. 利用实验和生活中的实例,加深学生对法拉第电磁感应定律的理解。
3. 采用小组合作学习的方式,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 运用多媒体教学手段,丰富教学形式,提高学生的学习兴趣。
五、教学过程1. 导入:通过讲述法拉第发现电磁感应定律的过程,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:详细讲解法拉第电磁感应定律的内容,引导学生理解其含义。
3. 实验演示:进行电磁感应实验,让学生直观地感受电磁感应现象。
4. 实例分析:分析生活中常见的电磁感应现象,让学生体会法拉第电磁感应定律在实际应用中的重要性。
5. 问题探究:设置问题,引导学生运用法拉第电磁感应定律进行解答,培养学生的实际应用能力。
6. 总结:对本节课的内容进行归纳总结,强调法拉第电磁感应定律的重要性。
7. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
8. 课后反思:对本节课的教学效果进行反思,为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问,了解学生对法拉第电磁感应定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和对实验现象的观察分析能力。
3. 课后作业:检查学生对课堂所学知识的掌握情况。
《法拉第电磁感应定律》教学设计一、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、知道了利用楞次定律和右手定则判断感应电流方向的方法和步骤,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有较为深刻的认识,在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。
本节课的重点是法拉第电磁感应定律的建立过程,设计中采用了问题引入,教师实验演示,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,教师设计练习题,以题目的形式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。
法拉第电磁感应定律的内容和应用本节课的难点是对、、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υ、Δυ、、a类比起来,使学生更容易理解、、和E之间的联系。
二、教学目标(一)知识和能力目标1.知道感应电动势的概念,会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。
2.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。
3.知道公式的推导过程及适用条件,并能应用解答有关问题。
4.通过学生对实验的观察、分析,找出规律,培养学生的观察、分析、总结规律的能力。
(二)过程与方法目标1.教师通过复习、问题设计引入感应电动势,通过演示实验,指导学生观察分析,总结规律。
2.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1.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。
“法拉第电磁感应定律”教学设计一、设计综述(一)课标分析《普通高中物理课程标准》(以下简称“课标”)对“法拉第电磁感应定律”这一知识点的要求是“理解法拉第电磁感应定律”,属于知识与技能目标中的“理解”水平,是较高层次的要求。
由于高中阶段进行电磁感应定律的定量实验有一定的困难,因而课标不要求通过实验来探究,但应通过定性的或半定量的实验,让学生观察现象,提出猜想,了解磁通量变化的快慢是影响感应电动势大小的主要因素,从而理解法拉第电磁感应定律和公式。
要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象,会用电磁感应定律计算有关问题。
(二)教材分析法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容,也是整个电磁学的核心知识,它既与“电场、磁场和稳恒电流”有紧密联系,又是今后学习“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。
另外,法拉第电磁感应定律是发电机、变压器工作的理论基础,在电工、电子技术及电磁测量方面也有着广泛应用,与生产生活联系紧密,有着广泛的现实意义。
“法拉第电磁感应定律”一节内容以第二节“探究电磁感应产生的条件”为基础,是第二节内容的延续与深化。
本节通过对第二节实验进行深入分析,找到实验中隐藏的规律,从而建立法拉第电磁感应定律。
本节对实验的处理,重点在对实验现象的分析,思考讨论,找到实验表象下隐藏的共同规律,从而深刻理解法拉第电磁感应定律。
本节内容安排两课时完成。
第一课时以法拉第电磁感应定律的建立及理解为重点,第二课时侧重于对定律的应用,从力和能量的角度分析电动机运转时产生反电动势的现象,以帮助学生更好地理解、掌握法拉第电磁感应定律。
本设计为第一课时的教学设计。
(三)学生分析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;在学习“加速度”概念时,已理解了“变化量”和“变化率”的区别;在第二节“探究电磁感应的产生条件”实验中,也许早已注意到了“指针偏转角度不同”这一现象,并且可能已迷惑、正在思索。
高二物理学案9(必修班)二、法拉第电磁感应定律一、知识梳理一、感应电动势闭合电路中由于磁通量的转变产生感应电流产生,产生感应电流的那部份电路相当于电源。
咱们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
画图举例:二、法拉第电磁感应定律一、磁通量、磁通量的转变、磁通量的转变率 磁通量:φ = BScos θ磁通量的转变:Δφ=φ2—φ1磁通量的转变率:Δφ/Δt磁通量的转变率与磁通量、磁通量的转变无直接关系,三者间的关系类似于加速度与速度、速度转变的关系。
二、法拉第电磁感应定律A 、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转变率成正比。
B 、数学表达式:tE ∆∆=φ (单匝线圈) 对于多匝线圈有 t nE ∆∆=φ二、例题分析例一、把一条形磁铁插入同一闭合线圈中,一次是迅速插入,一次是缓慢插入,两次初、末位置均相同,则在两次插入进程中 ( )A.磁通量转变量相同B.磁通量转变率相同C.产生的感应电流相同D.产生的感应电动势相同例二、有一个1000匝的线圈,在内穿过它的磁通量从增加到,求线圈中的感应电动势。
若是线圈的电阻是10Ω,把它从一个电阻为990Ω的电热器串联组成闭合电路时,通过电热器的电流是多大?三、课后练习一、关于电磁感应,下列说法中正确的是()。
A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势必然为零;C、穿过线圈的磁通量的转变越大,感应电动势越大;D、空过线圈的磁通量转变越快,感应电动势越大。
二、如图所示,将条形磁铁从相同的高度别离以速度v和2v插入线圈,电流表指针偏转角度较大的是:A.以速度v插入B.以速度2v插入C.一样大D.不能肯定3、桌面上放一个单匝线圈,线圈中心上方必然高度上有一竖立的条形磁铁,现在线圈内的磁通量为,把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时,线圈内磁通量为。
别离计算以下两个进程中线圈中感应电动势。
(1)把条形磁铁从图中位置在内放到线圈内的桌面上。
法拉第电磁感应定律教学设计一、教学设计背景法拉第电磁感应定律是物理学中的重要内容之一,它描述了磁场变化引起的感应电动势。
理解和掌握法拉第电磁感应定律对学生来说非常重要,它不仅是电磁感应现象的基本原理,也是电磁感应器械和电动机工作的基础。
因此,设计一堂生动有趣的法拉第电磁感应定律的教学活动非常必要。
二、教学目标1.理解法拉第电磁感应定律的基本概念和要点;2.掌握利用法拉第电磁感应定律解决相关实际问题的方法;3.培养学生的实验观察能力和实验设计能力;4.提高学生的团队协作和交流能力。
三、教学内容1.什么是法拉第电磁感应定律?2.如何利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势和感应电流?3.法拉第电磁感应的应用。
四、教学活动活动一:理论讲解•学生通过教师的讲解和演示视频,了解什么是法拉第电磁感应定律及其基本原理。
教师可使用黑板或多媒体设备展示公式和图表。
活动二:实验探究•学生分为小组,进行实验探究。
教师提供实验装置和材料,引导学生设计实验步骤,并记录实验数据。
•实验内容:将一个导体线圈放置在磁场中,并改变磁场的强弱和方向,观察导线两端是否会产生电动势和感应电流。
学生需要记录实验过程和结果,并分析实验现象。
活动三:实际问题解决•学生以小组形式解决一些实际问题,如:–使用法拉第电磁感应定律计算感应电动势和感应电流;–分析电磁感应在变压器中的应用;–探究电磁感应对交流电发电机的工作原理的影响。
活动四:总结讨论•学生通过小组讨论,总结法拉第电磁感应定律的要点,并就相关问题展开交流和讨论。
•教师对学生的讨论进行点评和引导,澄清学生对概念的理解,并解答学生的疑问。
五、教学评估•实验报告:学生撰写实验报告,总结实验目的、步骤、数据和结论。
•团队讨论表现:学生在小组讨论中展示的活跃度和参与度。
•个人参与情况:课堂讨论和问题回答中个人表现的积极度和回答正确率。
六、教学延伸•学生可通过互联网搜索相关资料,进一步了解法拉第电磁感应定律的应用和相关发展。
资源与工具计算机、电磁感应传感器、电压传感器、条形磁铁、线圈、电流表、导线等教学流程图教学流程设计教学环节教师活动学生活动设计意图创设问题类比引课前面我们学习了感应电流,你还记得产生感应电流的条件是什么吗?学生回答问题:①闭合回路;②磁通量发生变化通过学生对上节课产生感应电流的条件回顾,引导学生去思考新的问题:电路中的电源是谁?达到温故知新的目的。
课前准备分析学情,了解学生的问题所在和提出的问题课中学习问题解决问题1问题2问题3产生电流的条件比较两电路本质异同影响电动势大小因素问题4磁铁快插与慢插区别实验验证分析结果概括规律目标达成学生小结自评、互评,完成课后作业在闭合电路中要形成电流,必须有电源电动势存在,在电磁感应现象中出现了感应电流,是否也该有相应的电源电动势呢? 学生回答:肯定有电源电动势。
基于新课内容设置问题驱动任务问题1:试从本质上比较甲、乙两电路的异同.产生电动势的那一部分线圈相当于电源,该电动势我们称为感应电动势。
问题2:感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?学生思考,尝试回答学生猜想通过学生们熟悉的电路甲,对比产生感应电流的电路乙,引导学生直观得出:产生电动势的那一部分导体(或线圈)就相当于电源。
引导学生根据感应电流产生的条件进行合理猜想,培养学生的问题意识和提出问题的能力。
一、学生实验:将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入,观察实验现象?问题3:你们小组观察到了什么现象?问题4:实验观察快插入时感应电流大,慢插入时感应电流小的现象,那么在同一个电路中,电流的大小反映了什么?在实验中,两次将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置。
两次插入磁体过程中,线圈磁通量变化量都一样,但快速插入时时间更短,磁通量变化更快(我们把磁通量的变化快慢称为磁通量的变化率),所以产生的E更大。
我们可以得到结论:磁通量的变化率越大,感应电动势就越大。
前面我们通过实验定性的知道了磁通量的变化率与感应电动势的大小有关系,那它们之间有什么定量关系呢?二、演示实验:研究感应电动势与磁通量的变化率的关系(简单介绍实验装置和传感器的作用)(实验实物图)(实验结构图)实验得到的图像:B随时间变化关系线圈两端U随时间变化对应关系通过电源改变提供的不同类型直流电流,借助次级线圈改变磁场,重复试验。
法拉第电磁感应定律-优质课教案第一章:引言1.1 教案目标:让学生了解电磁感应现象的背景和意义。
激发学生对法拉第电磁感应定律的兴趣。
1.2 教学内容:回顾电流和磁场的基本概念。
介绍电磁感应现象的发现过程。
引出法拉第电磁感应定律的内容。
1.3 教学方法:通过讲述电流和磁场的基本概念,引导学生回顾相关知识。
通过展示电磁感应实验,引起学生对电磁感应现象的兴趣。
通过提问和讨论,激发学生对法拉第电磁感应定律的好奇心。
1.4 教学资源:电流和磁场的基本概念的PPT或黑板。
电磁感应实验器材:磁铁、线圈、电流表等。
1.5 教学步骤:1.5.1 导入:引导学生回顾电流和磁场的基本概念,如电流的定义、磁场的表示等。
通过提问,了解学生对电磁感应现象的初步了解。
1.5.2 讲述:介绍电磁感应现象的发现过程,如法拉第的实验和观察。
解释法拉第电磁感应定律的内容,包括感应电动势的产生条件和大小关系。
1.5.3 展示实验:进行电磁感应实验,展示磁铁靠近线圈时电流的产生。
引导学生观察实验现象,并解释实验结果与法拉第电磁感应定律的关系。
1.5.4 讨论:提问学生对实验现象的观察和理解。
引导学生探讨法拉第电磁感应定律的应用和意义。
第二章:法拉第电磁感应定律的内容2.1 教案目标:让学生理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式。
学会运用法拉第电磁感应定律进行简单的问题计算。
2.2 教学内容:回顾法拉第电磁感应定律的表达式。
解释感应电动势的大小和方向的确定方法。
2.3 教学方法:通过讲解和示例,帮助学生理解法拉第电磁感应定律的表达式。
通过练习题和问题解答,培养学生的计算能力和问题解决能力。
2.4 教学资源:法拉第电磁感应定律的PPT或黑板。
练习题和问题解答的教材或习题集。
2.5 教学步骤:2.5.1 讲述:复习法拉第电磁感应定律的表达式,包括感应电动势的大小和方向的确定方法。
通过示例,解释法拉第电磁感应定律在不同情况下的应用。
2.5.2 练习题:给学生发放练习题,让学生独立解答。
1.2法拉第电磁感应定律教学目标:1.理解感应电动势的概念,明确感应电动势的作用.2.理解感应电动势的大小与磁通量变化率的关系,掌握法拉第电磁感应定律及应用.3.通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步揭示电与磁的关系,培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力.教学重点:法拉第电磁感应定律的建立和应用.教学难点:1.磁通量的变化与变化率的区别,及与感应电动势的关系.2.决定磁通量大小的因素,及其变化特点.教学关键:做好演示实验,观察并分析好实验.[教具]演示用电流计、线圈(螺线管)、磁铁、导线等.教学方法:应用分析、类比和迁移等思维方法,在实验中让学生理解法拉第电磁感应定律的实质,得出定律的表达公式,进而掌握其应用.进行新课:一、回顾旧知识(方法:按知识系统性向学生提问.)师:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?生:闭合电路中磁通量发生变化.师:在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况?举例说明.生:可以是Δφ=ΔBS或Δφ=BΔS,或Δφ=(B+ΔB)(S+ΔS)-BS.也可以是B的大小,S的大小不变,B和S的方向变化.概括为Δφ=φ2-φ1(以上两问,多数学生能正确回答,但第2问,学生通常只能回答出一两种情况,需要教师启发诱导和作图,才能归纳出磁通量变化的各种情形.在指导学生回答此问时,重在培养学生想象和概括能力,不宜过多纠缠于知识细节,以免冲淡教学重点.)二、引入新课由前节可知,感应电流的方向与原磁场的方向以及磁通量的变化有关.那么,感应电流的大小又与什么有关系呢?我们知道:电流的大小与电动势有关系,让我们首先来研究感应电动势的产生.三、进行新课1.感应电动势概念:在电磁感应现象中所产生的电动势,在中学里统称感应电动势.感应电动势的方向:感应电动势的方向与感应电流的方向一致,由楞次定律或右手定则决定:在外电路中,从正极→负极在内电路中,从负极→正极师:在图1的(a)、(b)两图中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势?生:电路断开,肯定无电流,但可能有电动势.师:电动势大,电流强度是否一定大?生:电流的大小由电动势和阻值R共同决定,遵从I=ε/R.(教学方法:复习,类比.)师:闭合电路中要产生持续电流的条件是什么?生:必有电源电动势.师:在电磁感应中,有感应电流,说明有感应电势存在.现在我们来类比图1中(a)、(b)两图.(a)图中,哪部分相当于(b)图中的电源?生:ab两点右部的线圈.师:(a)图中,哪部分电阻相当于(b)图中内阻?生:线圈自身的电阻.师:比较两图中的电流方向,判断(a)图中电源的正负,以及ab两端电势的高低.生:a点电势较高,见图中箭头方向.2.法拉第电磁感应定律.[实验一]装置如图2.(方法:教师演示,学生观察并回答.)师:将磁铁迅速插入与慢慢插入螺线管时,观察电流计指针偏转角度有何不同?反映电流大小有何不同?电动势大小如何?生:迅速插入时,指针偏转大,反映电流大,感应电动势大;慢慢插入时,电流小,感应电动势小.师:迅速插入与慢慢插入,穿过螺线管磁通量的变化是否相同?生:磁通量变化(Δφ)相同.师:换用强磁铁,迅速插入,观察到指针的偏转如何?说明什么?生:指针偏转更大,反映电流更大,电动势更大.师:以上现象说明感应电动势的大小由什么因素决定?生:由磁通量变化量Δφ的大小和变化的时间φT决定,即由磁通量变化的快慢决定.[教师小结](1)磁通量变化越快,感应电动势越大,在同一电路中,感应电流越大;反之,越小.(2)磁通量变化快慢的意义:(1)在磁通量变化Δφ相同时,所用的时间Δt越少,即变化越快;反之,则变化越慢.(2)在变化时间Δt一样时,变化量Δφ越大,表明磁通量变化越快;反之,则变化越慢.(3)磁通量变化的快慢,可用单位时间内的磁通量的变化,即磁通量的变化率来表示.可见,感应电动势的大小由磁通量的变化率来决定.[实验二]装置见图3.磁通量的变化率也可以用导体切割磁力线的快慢(速度)来反映.(即速度大,单位时间扫过的面积大.)图中,导体AB与电流计形成一闭合电路.AB迅速切割时,指针偏转角大,反映感应电流大,电动势大;导体AB慢慢切割时,指针偏角小,反映电流小,感应电动势小.[讲述]由实验一和实验二得知: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,电路中的感应电动势的大小,跟穿过这个电路的磁通量的变化率在正比,即εΔφ/Δt.这就是法拉第电磁感应定律.其函数表达式为:ε=kΔφ/Δt在国际单位制中,Δφ=φ2-φ1,单位为韦伯;Δt=t2-t1,单位为秒时,K=1.这时,ε的单位为伏特.讨论:(1)1伏=1韦/秒;(2)若线圈为n匝连绕,则ε=nΔφ/Δt(即相当于n个单匝电源相串联);(3)公式ε=Δφ/Δt所计算的是时间Δt内的平均电动势Δφ(若均匀变化,平均感应电动势等于即时感应电动势).那么,导体切割磁力线时,感应电动势如何计算呢?如图4,把矩形线框abcd放在匀强磁场里,线圈平面与磁力线垂直.设ab长度为l,且以速度v相对于磁场向右运动,在Δt时间内,由ab移动到a'b'.应用法拉第电磁感应定律公式ε=Δφ/Δt和Δφ=BΔS=BlvΔt,不难得出:ε=Blv(注意:B,l,v三者是互相垂直的).假若导线运动的方向与导线本身垂直,但与磁力线方向不垂直,如图5所示,设B与的夹角为θ,则vsi nθ=v⊥____对切割有贡献vcosθ=v‖____对切割无贡献这时ε=Blv⊥=Blvsinθ.这就是导体切割磁力线运动时,感应电动势的计算公式.公式ε=Blv⊥=Blvsinθ的特点是:(1)v为导体与磁场相对运动(即切割)速度.(2)v当为某时刻的即时速度时,ε=Blv⊥可计算出某时刻的瞬时感应电动势.因此,必须充分认识公式ε=Δφ/Δt和ε=Blv⊥在计算感应电动势的一致性,以及应用条件上的区别.从而正确灵活地选择某一公式,解决不同情况中的物理问题.下面,让我们通过练习,来巩固和应用所学的定律和公式.3.课堂练习(课前,教师应将题目写在小黑板或制作在投影片上,课堂上教师分析启发,学生动手练习.)[题1]如图6,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.02秒,第二次用0.1秒.设插入的方式相同.试求:(1)两次线圈中平均感应电动势之比?(ε1/ε2=Δφ/Δt1.Δt2/Δφ=Δt2/Δt1=5/1)(2)两次通过线圈中电流之比?(I1/I2=ε1/R*R/ε2=ε1/ε2=5/1)(3)两次通过线圈的电量之比?(q1/q2=I1Δt1/I2Δt2=1/1)(4)两次在中产生热量之比?(Q1/Q2=I12RΔt1/I22RΔt2)=5/1[题2]如图7,有一均匀磁场,B=2.0*10-3特斯拉,在垂直磁场的平面内,有一金属棒,AO绕平行于磁场的O轴逆时针转动.已知棒长L=0.10米,转速n=50转/秒,求:(1)O,A哪一点电势高?(O点电势高.)(2)棒产生的感应电动势为多大?[棒转过一周后,所用时间Δt=1/n秒,OA扫过的面积S=πl2,切割的磁通量Δφ=BS,故ε=Δφ/Δt=BS/(1/n)=πnBL2=3.14*103(伏).此题也可以选用ε=Blv进行计算.因为,从O→A,各点的线速度是均匀变化的,故可取棒中点的速度代表棒的平均速度.由ε=Blv中=bωl2/2,仍可得到上面的结果.学生在练习中,可让他们用不同的公式计算,再加以对比,以了解在某些特定的条件下,平均感应电动势与瞬时感应电动势是一致的.故两种公式可以通用.][题3]如图8,矩形线圈由50匝组成,ab边长L1=0.4米,bc边长L2=0.2米,在B=0.1特斯拉的匀强磁场中,以两短边中点的连线为轴转动,ω=50弧度/秒.求:(1)线圈从图8(a)的位置起,转过1800的平均感应电动势为多大?试定性地画出这一过程中瞬时感应电动势随时刻t变化的示意图;(2)线圈从图8(b)的位置起,转过1800的平均感应电动势为多大?试定性地画出这一过程中瞬时感应电动势随时刻t 变化的示意图. [解](1) ε=nΔφ/Δt =n(φ2-φ1)/π/ω=12.7(伏特);瞬时感应电动势如图9.(2) ε=nΔφ/Δt =n(φ2-φ1)/π/ω=50*(0-0)/(π/50)=0(伏特)瞬时感应电动势如图10.(学生在解答第一问时,很可能会忽视磁通量的正负,把平均感应电动势计算为零.需要提醒学生注意这一点.学生常会发生疑问:为什么第一种情况下ε0,而第二种情况下ε=0呢?这是因为在第一种情况下,从0→π/ω这段时间,感应电动势只是大小发生变化,而方向没有发生变化,故平均感应电动势不为零.而第二种情况下,从0→π/ω这段时间,感应电动势的大小和方向均发生了变化,故平均感应电动势为零.这两种不同的特点,也可以从瞬时感应电动势的示意图中发现.画瞬时感应电动势随t 变化的示意图,应当是正弦或余弦图线.但在此题不必如此严格要求,只要能画出电动势大小和方向变化的趋势即可.详细分析和定量的计算,放在“交流电”中去研究.)四、课外作业1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )答案 B 解析 磁场中切割磁感线的边相当于电源,外电路由三个相同电阻串联形成,A 、C 、D中a 、b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端的电压为:U =14E =Bl v 4,B 图中a 、b两点间电势差为路端电压为:U ′=34E =3Bl v 4,所以a 、b 两点间电势差绝对值最大的是B 图,故A 、C 、D 错误,B 正确.2.如图所示,竖直平面内有一金属圆环,半径为a ,总电阻为R (指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点用铰链连接长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB ,AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )A.Ba v 3B.Ba v 6C.2Ba v 3D.Ba v答案 A 解析 摆到竖直位置时,导体棒AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E =B ·2a ·12v =Ba v .由闭合电路欧姆定律有U AB =-ER 2+R 4·R 4=-13Ba v ,故选A. 3.如图所示,在x ≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xOy 平面(纸面)向里,具有一定电阻的矩形线框abcd 位于xOy 平面内,线框的ab 边与y 轴重合,令线框从t =0的时刻起由静止开始沿x 轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I (取逆时针方向的电流为正)随时间t 的变化图线正确的是( )图6答案 D 解析 因为导体棒做匀加速直线运动,所以感应电动势为E =BL v =BLat ,因此感应电流大小与时间成正比,方向为顺时针.4.如图所示,一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,设磁场方向向里为磁感应强度B 的正方向,线圈中的箭头为电流I 的正方向,线圈及线圈中感应电流I 随时间变化的图线如图乙所示,则磁感应强度B 随时间变化的图线可能是( )图7答案 CD5.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m ,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示.当磁场以10T/s 的变化率增强时,线框中a 、b 两点间的电势差是( )A.U ab =0.1VB.U ab =-0.1VC.U ab =0.2VD.U ab =-0.2V答案 B 解析 题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而在线框中有感应电流产生,把左半部分线框看成电源,其电动势为E ,内阻为r 2,画出等效电路如图所示,则a 、b 两点间的电势差即为电源的路端电压,设l 是边长,且依题意知ΔB Δt=10T/s.由E =ΔΦΔt 得E =ΔBS Δt =ΔB Δt ·l 22=10×0.222V =0.2V ,所以U =IR =E r 2+r 2·r 2=0.1V ,由于a 点电势低于b 点电势,故U ab =-0.1V ,故B 选项正确.6.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L 和2L 的两只闭合线框a 和b ,以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为I a 、I b ,则I a ∶I b 为( )A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.不能确定 答案 C 解析 产生的感应电动势为E =Bl v ,由闭合电路欧姆定律得I =Bl v R ,又L b =2L a ,由电阻定律知R b =2R a ,故I a ∶I b =1∶1.7.如图所示,是两个相连的金属圆环,小金属圆环的电阻是大金属圆环电阻的二分之一,磁场垂直穿过金属圆环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在大金属圆环内产生的感应电动势为E ,则a 、b 两点间的电势差为( )A.12EB.13EC.23ED.E 答案 B解析 ab 两点间的电势差等于路端电压,而小金属圆环电阻占电路总电阻的13,故U ab=13E ,B 正确.。
∆t 物理选修 3-2 第四章电磁感应
第四节:《法拉第电磁感应定律》教学设计
【教学设计】
本节教学设计的总体思路:首先,建立感应电动势概念;其次,通过对实验的定性分析探索感应电动势的大小跟哪些因素有关;随后,得
出感应电动势大小的一般表达式 E =n ∆Φ ;最后,再利用法拉第电磁感
应定律对“导线切割磁感线时的感应电动势”和“反电动势”这两种特殊情况进行分析。
引入感应电动势的概念,要注意温故知新。
闭合电路中要维持持续电流,其中必有电动势的存在。
在电磁感应现象中,闭合电路中有感应 电流,必然存在对应的电动势,即感应电动势。
比较慨念之间的内在联系,使学生深刻理解概念的本质。
由感应电流过渡到感应电动势,对学生来说,是从现象到本质的认识深化过程。
为了让学生认识到感应电流与感应电动势的区别和联系,教师可以通过演示实验,让学生观察接通与断开闭合电路时的电路电流与路端电压。
即当电路断开时,回路中没有感应电流,但路端电压(即感应电动势)仍
然存在,而电路中出现感应电流,是要以电路闭合与电动势的同时存在为前提条件,所以,感应电动势的有无,完全决定于穿过闭合电路的磁通量是否发生变化,与电路的通断,电路的组成情况等无关。
在电磁感应现象中,“感应电动势”比“感应电流”更具有本质意义。
结合实例进行对
比分析,对巩固和深化概念很有效。
建立感应电动势概念的教学思路可以归纳为:
电磁感应现象→电流→感应电流→感应电动势。
法拉第电磁感应定律教学设计的思路如下:
按上述线索分析教材时,一是要使学生对演示实验的现象观察清楚;二是要结合实验,实例,运用类比等方法,加深学生对磁通量变化率概念的理解。
教学中,可以列举速度是由位置的变化率决定,加速度是由速度的变化率决定等,以此来加深对变化率概念的理解。
【教学目标】
1、知识与技能:
(1)知道感应电动势及决定感应电动势大小的因素。
(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、。
(3)理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)会用E=n 解决问题。
2.过程与方法
(1)让学生经历实验探究的过程,提高动手能力和探究能力。
(2)通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3.情感态度与价值观
(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关系。
(2)通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】对磁通量的变化及磁通量的变化率的理解。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法。
【教具准备】多媒体课件、投影仪、电流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】
一、复习提问
1.在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2.在恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。
3.在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
二、引入新课
1.问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电
流的强弱呢?
答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定感应电流的强弱。
2.问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
(1)在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否有电流?
为什么?
答:有,因磁通量有变化。
(2)有感应电流,是谁充当电源?
答:由恒定电流中学习对比可知,左图中的虚线框部分相当于电源。
(3)上图中若电路是断开的,有无感应电流?有无感应电动势?
答:电路断开,肯定无电流,但有电动势。
3.产生感应电动势的条件是什么?
答:回路中的磁通量发生变化。
4.比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件,你有什么
发现?
答: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,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势更有意义。
(情感目标)
本节课我们就来一起探究感应电动势。
三、进行新课
(一)探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜测)
(2)探究要求:
①将条形磁铁迅速和缓慢地插入、拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
②迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢地插入、拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅。
(3)探究问题:
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:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)探究过程
安排学生实验。
(能力培养)
教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题
学生甲:穿过电路的Φ变化产生E 感产生I 感。
学生乙: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。
学生丙:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关。
把定义为磁通量的变化率。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
学生甲:实验中,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。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大,磁通量的变化越慢电动势越小。
(二)法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,越大,E 感越大,即感应电动势的大小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)(课件展示)
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
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:E=N
3.定律的理解
(1)磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
(2)感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
(3)感应电动势的方向由楞次定律来判断
4.特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用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。
(课件展示)
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
这是在导线切割磁感线时,计算感应电动势更简捷公式,需要理解
(1)B,L,v 两两垂直
(2)导线的长度L 应为有效长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
(4)速度v 为平均值(瞬时值),E 就为平均值(瞬时值)
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?
用课件展示如图所示电路,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=vcosθ。
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。
5.公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
∆t E =BLv :v 为瞬时值时求瞬时电动势,v 为平均值时求平均电动势随堂训练
【课堂小结】
1. 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。
2 .E =n 和∆φ E 的
=区BL 别v 和联系 3 . 理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别
Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
【板书设计】
第四节 法拉第电磁感应定律
一、感应电动势
二、电磁感应定律
1.内容:
2. 表达式:E =nΔΦ/Δt 求平均电动势
E =BLv :v 为瞬时值时求瞬时电动势,v 为平均值时求平均电动势3.定律的理解:
(1) 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别 Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
(2)感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
(3)感应电动势的方向由楞次定律来判断
【布置作业】课后练习:“思考与讨论”
课后作业:第20-21 页1、2、3、4 题。