2020-2021学年高中物理-第四章-电磁感应-4-法拉第电磁感应定律教案-新人教版选修3-2.doc

2020-2021学年高中物理 第四章 电磁感应 4 法拉第电磁感应定律教案 新人教版选修3-2

2020-2021学年高中物理 第四章 电磁感应 4 法拉第电磁感应定律教案 新人教版选修3-2

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姓名：

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第四节 法拉第电磁感应定律
1.教学目标　　　　　
1．理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式。
2．知道公式E＝Blv的推导过程。
3．会用E＝n和E＝Blv解决问题。
2.学情分析　　　　　
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。本节是从感应电流进一步深入到感应电动势来理解的，即研究“决定感应电动势大小的因素”。教科书在这个问题的处理上并没有通过实验探究，而是以陈述事实的方式，引入法拉第电磁感应定律，即教科书用“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到……感应电动势……成正比”的表述给出了电磁感应定律。教科书之所以这样处理，是力图通过这一物理规律的教学，充分体现人类认识事物的一种真实图景。也就是说，物理学中多数定律的得出，并不一定是直接归纳的结果，而是在分析了很多间接的实验事实后被“悟”出来的，并且定律的正确往往也是由它的推论的正确性来证实的。
3.教学重点难点　　　
本节教学的重点和难点都是对法拉第电磁感应定律的理解与应用。
4.教学过程
导入新课：　　　　　
教学任务1：温故知新，通过问题和图片导入新课。
师生活动：
问题导入：
【问题1】 每日一题见课件。
学生作答，其他学生补充。
【问题2】 对比两图，观察有何异同？
引入新课：在电磁感应现象中，产生感应电流的那部分导体就相当于电源，其所在电路就是内电路，电源的电动势就是感应电动势。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，有感应电动势是电磁感应现象的本质。因此研究感应电动势比研究感应电流更有意义。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关？这节课要研究感应电动势的大小跟哪些因素有关的问题。
推进新课　　　　　
教学任务2：探究感应电动势的大小跟哪些因素有关。
问题导入：【问题1】 上节课我们用实验探究的方法找到了感应电流方向的规律，这节课我们是否可以再用同样的器材来探究感应电动势的大小跟哪些因素有关？
【问题2】 怎样判断感应电动势的大小？如果不能直接测量，可以用测量哪些量来代替电动势？
【问题3】 感应电流的方向跟磁通量的变化量有关，那么感应电动势的大小是否也跟磁通量的变化有关，用实验的方法怎样来研究这个问题？

学生活动：
【学生分组实验探究】 将条形磁铁插入线圈中。
观察并讨论：【问题1】 电流表指针发生偏转的原因是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？
分析：Φ变化产生E产生I；另外，由I＝可知，总电阻一定时，E越大，I越大，指针偏转越大。
【问题2】 将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同或不同？
观察讨论并分析归纳，填入下表：

从条件上看
从结果上看
相同
磁通量的变化量ΔΦ相同
都产生了感应电流I
不同
磁通量变化的快慢不同
所产生的感应电流I的大小不同
　　猜想：(1)从上述实验结果猜想感应电动势大小跟磁通量的变化量有关还是跟磁通量的变化快慢有关？
(2)磁通量变化快慢可以用什么物理量来描述？
交流讨论：
结论：感应电动势大小与磁通量变化快慢有关；磁通量变化快慢可以用磁通量变化率来描述。
实验检验：重做上述演示实验，导体运动越快，即 越大，感应电流越大，感应电动势越大。
进一步猜想：感应电动势的大小与磁通量变化率有关，是什么关系？
可能出现的观点：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
对学生观点给予激励性评价。
设计意图：以上一节课探究感应电流方向实验为基础，引导学生探究感应电动势的大小跟哪些因素有关，引导学生猜想感应电动势的大小可能与磁通量的变化有关，最后引导学生设计实验方案、进行实验、搜集有关信息、验证自己的假设和对假设进行修正。让学生在探究的过程中体验实验探究的方法、体会获得知识的乐趣，体会交流讨论、共同学习获得的成就感。激发学生进一步探究未知领域知识的欲望。
教学任务3：引入法拉第电磁感应定律。
师生活动：
问题引导：通过上述演示实验，我们猜想感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。那么猜想是否正确呢？
陈述事实：
在法拉第、纽曼(F.E Neumann.1798～1895)、韦伯(W.E Weber.1804～1891)等人工作的基础上，人们认识到：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，这就是法拉第电磁感应定律。
如果时刻t1穿过闭合电路的磁通量为Φ1，时刻t2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，磁通量的变化率就是。
表达式的推导过程：学生参与教师引导

学生推导：根据单位运算的法则在国际单位制中推导1 Wb/s＝1 V。
结论：比例系数k＝1
事实陈述：
如果闭合电路由n匝线圈串联组成，整个线圈总的感应电动势是单个线圈的n倍，即E＝n。这里要说明，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的。
结论：法拉第电磁感应定律的数学表达式：E＝n
注意：(1)ΔΦ、中的ΔΦ取绝对值，E＝n表示的是感应电动势的大小，不涉及方向。
(2)ΔΦ等于Δt这段时间内，末时刻的磁通量Φ2与初时刻磁通量Φ1的差值，而与这段时间内磁通量是否均匀变化无关。所以，实际上表示Δt这段时间内磁通量的平均变化率，E是Δt这段时间内的平均感应电动势，只有Δt特别小(Δt趋于0)时，才是瞬时值。
当在Δt时间内，磁通量均匀变化，的瞬时值和平均值相等。
教学任务4：导线切割磁感线时的感应电动势？
问题引导：通过上述演示实验，我们猜想导线切割磁感线时的感应电动势的大小与切割速率成正比。那么猜想是否正确呢？
引导学生推导：E = ===BLv

本节课学习的法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的重要规律之一，在知识上起到承上启下的作用，既是对电磁感应现象的进一步研究，又是学习后面几节课的理论依据，对后续的学习具有重要的影响。在教学中，引领学生亲自实践参与发现知识的过程，激起学生对所研究问题的浓厚兴趣，是本节教学的根本出发点。引导学生积极思考，通过探究解决问题提高能力是本节课的目的。为达到上述目的，教学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来，充分调动学生的眼、耳、口、手、脑等感官。灵活组合自主、探究、合作的学习方式。以丰富多彩的探究实验、课件、多层次的设问辅助教学。在趣味学习活动中穿插课堂训练和检测，贯彻了快乐学习的理念。