物理选修3-2电磁感应自感现象暂态过程的分析的教学案例及评析
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课题电磁感应现象的两类情况第1课时教学目的1.知识与能力:巩固电磁感应的基础知识;提高学生分析解决综合问题的能力。
2.过程与方法:掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析方法和解题思路。
3.情感态度价值观:通过学生之间的讨论,培养学生合作精神和严谨积极的学习态度。
重点、难点、关键1.巩固电磁感应的基础知识2.掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析解答方法。
掌握电磁感应与动力学和电路规律综合问题的分析方法和解题思路。
解题方法的总结、理解和应用教学媒体多媒体教学方法讲授法、引导法、体验学习教学法、讨论法。
程序与内容师生活动计划时间一、高考定位,基础知识回顾1.解读考纲2.形成基础知识框架二、目标教学(一).师生互动,方法相成模型一:如图所示在竖直向下的匀强磁场B 的区域内, 有一个水平放置的金属框架, 框架宽度为l , 电阻为R , 质量为m电阻为r 的金属杆ab能与框架良好接触, 与框架的摩擦因数为μ,以初速度v0开始水平向右运动,运动的最大位移x.求:(1)分析ab杆的受力情况和运动情况(2)金属杆运动速度为v时的加速度a(3)整个过程中两个电阻上产生的焦耳热Q教师阐述本节内容在高考中的定位,通过总结近几年的高考题,预测今年高考中可能出现的题型.对电磁感应电力能的知识要点回顾.通过实物投影展示一名学生的导学案,师生共同复习本部分内容的基础知识和解题基本公式和规律由一名学生自愿上前板演解题过程,还原解题思路,组织其他学生纠错,师生共同探讨,通过教师提问引导由学生自己总结出解决电磁感应综合类问题的方法.在教师引导下板书板书知识框架和解题思路.1.由一名学生应用前面5分12分模型二:如图所示,固定的两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ=300角,轨道间距为d=2m.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度B=0.5T.M、P间接一阻值为R=8Ω的电阻.质量为m=0.1kg的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效电阻为r=2 Ω.现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距离S=6m时,达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g.求:(1)金属杆ab运动的最大速度v m;(2)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中电阻R上产生的电热Q;(3)从金属杆ab静止到具有最大速度的过程中流过电阻R的电荷量q ;(二):自主合作成功体验(2011·天津卷)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1w,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒总结的方法解答前两问,织其他学生纠错,重点引导学生体会如何把形成的方法灵活有效的应用在解决实际问题中.总结出在解决电磁感应问题中求电荷量的方法和思路.2.通过以上两个模型,师生的共同探讨,教师升华解题方法,完善解题思路,强调重难点.1.让学生结合目标一中形成的解题思路解决实际问题.2.全体学生参与讨论总结后,由学生代表发言.3.学生体会成功的喜悦和不足的遗憾.12分10cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2,问:(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?(2)棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?三;课堂小节,方法形成解答电磁感应、电路与力学综合问题的基本步骤:(1)确定电源:首先确定电源电路,并求出电动势的大小与方向.(2)分析电路结构,画等效电路图,区分出内外电路.(3)利用电路的有关规律求出电流大小与方向.(4)根据F= BIL 求出安培力的大小与方向(至此,转化为力学问题).(5)对研究对象进行受力分析、运动分析、做功分析.(6)根据不同情景选择动力学方程,动能定理,能量守恒定律,功能关系列方程求解.1.学生自己回顾教学过程,思考本节课学到的知识。
2.2《自感》学案【学习目标】<1)了解互感和自感现象。
<2)了解自感现象产生的原因。
<3)知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解它的单位及影响其大小的因素。
【学习重点】1、自感现象的产生、原因。
2、通、断电自感演示实验现象的解释。
【知识要点】1、自感现象演示实验1:由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了感应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化,既阻碍线圈中电流的变化,故通过A1的电流不能立即增大,灯A1的亮度只能慢慢增加,最终与A2相同。
b5E2RGbCAP演示实验2:线圈中电流发生变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势阻碍原电流的变化。
自感现象的理解:线圈中电流的变化不能在瞬间完成,即不能“突变”。
也可以说线圈能体现电的惯性。
自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
2.自感电动势:自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率,即:E∝△Φ/△t,而磁场的强弱又正比于电流的强弱,即磁通量的变化正比于电流的变化。
所以也可以说,自感电动势正比于电流的变化率。
即E∝△I/△t写成等式即:E=L△I/△tp1EanqFDPw3。
、自感系数<1)自感系数,简称自感或电感,用字母L表示。
影响因素:形状、长短、匝数、有无铁芯。
<2)单位:亨利符号:H 常用单位:毫亨<mH)微亨<μH)【典型例题】例题1:用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd,线框每边长80cm,每边的电阻为0.01Ω。
把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中,并使它绕轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀角速度旋转,旋转方向如图所示。
已知OO`在线框平面内,并且垂直于B,Od=3Oa,O`c=3O`DXDiTa9E3db,当线框转至和B平行的瞬间<如图所示)。
求<1)每条边产生的感应电动势大小;<2)线框内感应电流的大小;<3)e,f分别是ab和cd的中点,ef两点间的电势差。
关于《法拉第电磁感应定律》教学案例及评析朱建廉南京市 金陵中学 (210005)背景:在人教版新课标教材《物理·选修3—2》中,关于《法拉第电磁感应定律》一节的教学内容其呈现方式为:首先,由磁通量变化导致感应电流产生的实验事实推断出感应电动势的存在;然后,从磁通量变化越快所形成的感应电流越强的实验感受出发而得出感应电动势与磁通量的变化率有关的合理猜想;接着,在上述猜想的基础上直接给出了感应电动势与磁通量变化率成正比的结论;最后,应用感应电动势与磁通量变化率成正比的结论推导出动生电动势的表达式。
考虑到教学内容的上述呈现方式在逻辑上存在着某种疏忽,从而对学生的学习过程构成了实现知识建构的障碍,笔者在实际施教过程中作出了相应的教学处理,保证了学生知识建构的顺利实现,并使学生在真切体验知识建构过程的同时,较为充分的体验了实现知识建构的探究行活动,较好的达成了三维教学目标,取得了较好的教学效果。
过程:1、针对两个实例实施研究,分层次准确表述感应现象的产生条件师:这节课我们研究电磁感应现象中的定量规律(板出课题:法拉第电磁感应定律)。
让我们从两个具体的实例开始我们的研究(出示图1和图2):在如图1和图2的装置中,怎样的操作就可以产生感应电流而使电流表指针发生偏转?图2图1生A:使图1中的导体棒ab作切割磁感线的运动,使图2中的滑动变阻器动片P滑动,就可以产生感应电流而分别使两个图中的电流表指针发生偏转。
师:回答的不错。
但表述不够精细,我仍有点不满意。
生A:……?师:谁能表述的更精细些?生B:使图1中的导体棒ab保持与导轨良好接触,并沿导轨作切割磁感线的运动;使图2中的电键S处于闭合状态,并使滑动变阻器动片P滑动。
这样才能产生感应电流而分别使两个图中的电流表指针发生偏转。
师:很好!请你再想一想,在这两个实例中,引起电磁感应现象的原因是否相同?生B:我觉得相同,至少可以认为相似:图1中由于ab棒的“运动”而产生感应电流;图2中由于动片P的“滑动”而产生感应电流。
自感的教案示例之二教学目的指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法,认识自感现象及其特点,解释生产和生活中的某些自感现象,提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
教学过程一、复习提问师:上节课提到了几种不同形式的电磁感应现象,如磁铁向线圈中插入或从线圈中拔出,闭合电路的一部分导体在磁场里作切割磁感线的运动等。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么?生(回答要点):穿过电路的磁通量发生变化。
师:对!不论采用什么方式,只要能使穿过电路的磁通量发生变化,均能引起电磁感应现象。
(为讲授自感打下基础。
)那么:引起电磁感应现象条件的最简单的表达方式是什么?生:(回答要点):△Φ≠0。
师:根据法拉第电磁感应定律,电路中的感应电动势多大?师:在学习中经常接触到磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ与磁通量的使学生区分电磁感应现象中几个相近而又容易混淆的概念,为学习自感扫除障碍。
)二、新课教学1.揭示现象,提出问题(1)按图1所示的“千人震”电路图,出示其中各元件,说明:E是由4节一号干电池串联组成的6V直流电源。
L为带闭合铁芯的线圈。
拆开铁芯,取出线圈,使学生了解L的结构,在黑板上画出L的示意图(图2),对照示意图强调:线圈有电流通过,线圈周围存在磁场,穿过线圈的磁通量Φ不为零。
线圈的电流变化,线圈周围的磁场也随之变化,必将引起穿过线圈的磁通量Φ发生变化。
(这段讲解似乎在复习旧知识,但实质上是为自感的学习打下伏笔,扫除学生学习自感的主要障碍。
)电键K是由两根导线的裸露铜线构成的。
两根导线的端部剥去1~2厘米长的绝缘皮,用两只手的拇指和食指捏住裸露铜线,以余下裸露铜线的搭接或分开,作为电键的接通或断开。
(2)随意指定一位学生上台,用两只手分别接触电源E的正、负极,接触L线圈的两端,询问学生是否有触电的感觉。
(学生试验后回答:无触电感觉。
教师指出: 36V以下的电压对人体是安全的,一般不会引起触电感觉。
直流电源的电压为6V,L线圈不是电源,接触它们的两端应该没有触电的感觉。