2019-2020年高中物理 第四章第4节《法拉第电磁感应定律》教案 新人教版选修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第四章第4节法拉第电磁感应定律教案 新人教版选修3-2一、教材分析就本节内容而言,“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系,又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础;从能力的发展来看,它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力,又能全面体现能量守恒的观点。因此,它既是教学的重点,又是教学的难点。二、教学目标1知识目标:(1)知道什么叫感应电动势。(2)知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别、。2能力目标:(1)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式,知道E=BLvsin如何推得。(2)会用和E=BLvsin解决问题。3情感、态度和价值观目标:(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,学习他的执著的科学探究精神。三、教学重点难点重点:法拉第电磁感应定律的建立和理解难点:(1).磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。(2).理解E=n/t是普遍意义的公式,计算结果是感应电动势相对于t时间内的平均值,而E=BLv是特殊情况下的计算公式,计算结果一般是感应电动势相对于速度v的瞬时值。 四、学情分析此部分知识较抽象,而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中,应该注重体现新课程改革的要求,注意新旧知识的联系,同时紧扣教材,通过实验、类比、等效的手段和方法,来化难为简、循序渐进,力求通过引导、启发,使同学们能利用已掌握的旧知识,来理解所要学习的新规律,力求通过明显的实验现象启发同学们真正的主动起来,从而活跃大脑,激发兴趣,变被动记忆为主动认知。五、教学方法1实验、类比、等效、分析交流、归纳总结2学案导学:见后面的学案。3新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习六、课前准备1学生的学习准备:结合学案内容预习课本本节内容。2教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3教学环境的设计和布置:分好合作学习小组,安排布置好所需实验装置。七、课时安排:3课时八、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。(二)情景导入、展示目标。在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况? 恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。 (三)合作探究、精讲点拨。1、感应电动势 在图a与图b中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势?电路断开,肯定无电流,但有电动势。电动势大,电流一定大吗?电流的大小由电动势和电阻共同决定。图b中,哪部分相当于a中的电源?螺线管相当于电源。图b中,哪部分相当于a中电源内阻?线圈自身的电阻。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。2、电磁感应定律感应电动势跟什么因素有关?现在演示前节课中三个成功实验,用课件展示出这三个电路图,同时提出三个问题供学生思考: 丙问题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:第一个成功实验中,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和不同?穿过电路的变化产生E感产生I感.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。磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。教师:磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述,即单位时间内磁通量的变化量,用公式表示为。从上面的三个实验,同学们可归纳出什么结论呢?实验甲中,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。实验乙中,导体棒运动越快,越大,I感越大,E感越大。实验丙中,开关断开或闭合,比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时大,I感大,E感大。从上面的三个实验我们可以发现,越大,E感越大,即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)设t1时刻穿过回路的磁通量为1,t2时刻穿过回路的磁通量为2,在时间t=t2t1内磁通量的变化量为=21,磁通量的变化率为,感应电动势为E,则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=n3、导线切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时,感应电动势如何计算呢?用CAI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? 解析:设在t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S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt据法拉第电磁感应定律,得E=BLv问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角,感应电动势可用上面的公式计算吗?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=vsin和平行于磁感线的分量v2=vcos。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=BLvsin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),指v与B的夹角。4、反电动势引导学生讨论教材图4.3-3中,电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流,还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动?学生讨论后发表见解。教师总结点评。电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流,这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样,线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能,电能转化为其它形式的能。讨论:如果电动机因机械阻力过大而停止转动,会发生什么情况?这时应采取什么措施?学生讨论,发表见解。电动机停止转动,这时就没有了反电动势,线圈电阻一般都很小,线圈中电流会很大,电动机可能会烧毁。这时,应立即切断电源,进行检查。(四)反思总结,当堂检测。教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)(五)发导学案、布置预习。我们已经学习了法拉第电磁感应定律,那么,如何应用法拉第电磁感应定律解决实际问题呢?这节课后大家可以先预习这一部分,并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。九、板书设计(一)、感应电动势(二)、电磁感应定律 1法拉第电磁感应定律内容 2公式:E=n (三)、导线切割磁感线时的感应电动势E=BLv1=BLvsin(四)、反电动势十、教学反思十一、学案设计(见下页)
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