法拉第电磁感应定律

“法拉第电磁感应定律”教学 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 教学目标 　　（一）知识和能力目标 1．知道什么叫感应电动势。2．知道磁通量的变化率是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt。3．理解法拉第电磁感应定律的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 、数学表达式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．会用法拉第电磁感应定律解决问题。　　（二）过程与方法目标 　　1．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。 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。3.通过推导导体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。 　　（三）情感、态度、价值观目标 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．了解法拉第探索科学的方法，学习他执著的科学探究精神。　学情分析二、法拉第电磁感应定律是新课标人教版高中物理3-2第四章电磁感应的第4节内容，也是电磁感应这一章的核心内容．从知识结构来看，它既可以与力学综合，又可以和电学综合，也是后面学习交流电基础．它既是教学重点，也是教学难点．前面几节的内容是从感应电流的角度来认识电磁感应现象的，而这节课是从感应电流进一步深入到感应电动势来理解的，既研究“决定感应电动势大小的因素”。教材在这个问题的处理上并没有通过实验探究，而是以陈述的方式，。着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式的建立过程、物理意义及应用。这学期的课程科目和内容都比较多，学生投入在物理这一学科的时间会有所减少，所会导致学生对法拉第电磁感应定律的深刻理解和熟练掌握都有一定难度．因此在教学中应采用由浅入深,循序渐进的方式层层递推地让学生掌握知识、能应用知识，并能适当得到巩固、加深和提高．本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，为了让学生能够很好的建立起人类认识事物的真实图景，我准备采用上节课的一个最简单的演示实验，磁铁向线圈中插入和从线圈中抽出的快慢比较，在新情景中应用旧知识引导学生形成新概念和获得新知识，对于公式，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。本节课的难点是对公式物理意义的理解，在难点的突破上，采用了同时采用类比的教学方法，培养学生理论联系实际和逻辑推理的能力。鉴于这节课的教学内容较多,我把教材最后介绍的反电动势的这部分内容安排在第二课时，和电磁感应过程中能量转化与守恒的思想，以及电磁感应与力学，电学结合的思想和实例一并完成。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新设计：列图表类比Φ、△Φ、ΔΦ/Δt教学过程一　教学准备实验器材：条形磁铁、线圈、灵敏电流计，导线若干。二新课引入1：创设情景，导入课题问题（1）什么是电磁感应想象？问题（2）感应电流产生的条件是什么？问题（3）在电磁感应现象中，闭合电路中产生了感应电流，所以一定存在电源，那么维持这一感应电流的电源是谁呢？观看大屏幕：教师和学生一起回顾第二节中的一个实验：实验电路中电流表的指针发生了偏转，说明闭合电路中产生了感应电流。既然电路中有电流，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。（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。演示实验：引导学生回答：线圈相当于电源学生思考讨论：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，磁通量变化是电磁感应的根本原因;“感应电动势”比“感应电流”更具有本质意义。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。 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？如图2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。．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。学生思考讨论：认真分析实验及其结论，引导学生得出：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Φ1，时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，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Φ、ΔΦ、和E，学生很难理解它们之间的关系的，在教学过程中列出图表将Φ、ΔΦ、、E和υ、Δυ、、a类比起来，学生较容易接受。） 　　（二）法拉第电磁感应定律 　　1．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．表达式：Ｅ∝ 　　写成等式形式，乘上比例系数k 　　即Ｅ＝k 　　3．单位：E（V），Φ（Wb），t（s） 　　上式中的常数k等于多少呢？请同学们 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 1V＝1Wb／s，则k＝1（提示学生注意证明1V＝1Wb／s，实际上是证明V＝Wb／s，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。注意：公式中Δφ取绝对值，至于感应电动势和感应电流的方向需另行判定。 应用:用公式求E的两种常见情况：1.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强度B发生变化,ΔB＝B2-B1,此时：（感生电动势）2.磁感应强度B不变,垂直于磁场的回路面积S发生变化,ΔS＝S2-S1,此时：（动生电动势）（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B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Ｌ，以速度υ向右运动，产生的感应电动势怎么表示？在Δt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，穿过闭合电路的磁通量的变化量，代入公式中，得到。 　　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：⑴匀强磁场；⑵B、L、υ相互垂直。学生思考讨论：通常我们还会遇到如上图5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θ。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υ1＝υsinθ和平行磁感线的分量υ2＝υcosθ，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＝BLυ1＝BLυsinθ。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υ以及运动方向和磁感线方向的夹角θ的正弦sinθ成正比。比较公式① 和②E=BLVsinθ公式①和公式②是统一的；后者是前者的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用②求E比较方便。(1)公式①研究对象是一个回路，表示的是一段时间内的平均感应电动势；但若时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势。(2)公式②的研究对象是在磁场中运动的一段导体，v若代表平均速度，则E为平均感应电动势，若v是某时刻的瞬时速度，则E为该时刻的瞬时感应电动势。 例1、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。E=BLVsinθ例2、一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V.解析：磁通量的变化是由磁场的变化引起的，应该用公式ΔΦ＝ΔBSsinθ来计算，所以ΔΦ＝ΔBSsinθ＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5Wb＝4×10－4Wb.　　三：课堂小结1、法拉第电磁感应定律：（1）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）公式：2、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义3、用公式 求感应电动势的两种情况4、用公式求解导体切割磁感线时的感应电动势四：课后作业教材17页——18页问题与练习:3、5、6、7题