资源简介

法拉第电磁感应定律 教学目标 1．通过实验演示经历探究感应电动势的存在来理解电磁感应现象里感应电动势，并能推导出影响感应电动势的因素。 2.通过对 的区别来体会这三个物理量的本质含义。 3．在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律，并使学生体会在发现和认识物理规律中物理实验的重要作用，培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的能力。 重视概念的建构过程，通过对一个个问题情景的探究总结归纳物理规律，体现对核心素养培养的要求。 教学重点： 法拉第电磁感应定律的建立和理解
教学难点： 的区别和联系
教学过程
教师活动 学生活动 核心思想
导入新课： 【复习导课】 高中物理必修三：第十三章 第2节 磁感应强度 磁通量 第3节 电磁感应现象及应用 高中物理选择性必修二：第二章 第1节 楞次定律 【提问】 问题1：产生感应电流的条件是什么？ 问题2：产生感应电流的方向如何？ 新课教学： 一、感应电动势 【猜想】 通过对上述两个已经研究过的物理情境，观察切割磁感线的快慢及插入条形磁铁的快慢对感应电流的影响，进而引导学生对这些现象的总结。 问题3：感应电流的大小又是与哪些因素有关呢？ 【情景设置】 多媒体展示： 问题4：甲、乙两图中，若电路是闭合的，有无电流？ 图乙中有电流时，哪一部分相当于电源？ 教师：线圈既然是电源，就一定有电动势，同时线圈的电阻即为电源的内阻。 问题5：图乙中，若电路不闭合，当条形磁铁插入或拔出时,有无电流？有无电动势？ 教师：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。 提出思考问题：感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？ 二、探究影响感应电动势大小的因素： 教师引导： 1．请同学们对影响感应电动势大小的因素进行猜想： 2．利用演示装置如何进行演示实验，进而进行探究 【模拟实验】 利用控制变量的核心思想，多维度探究，经行深入探讨与总结，引导学生对影响感应电动势大小因素的讨论 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。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。 模拟实验表明：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。 二、法拉第电磁感应定律 教师：纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出：闭合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。 因为法拉第对电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称之为“法拉第电磁感应定律” 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．师生共同推导法拉第电磁感应定律表达式： 设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为多少？磁通量的变化率为多少？ 感应电动势的表达式如何表示？ 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 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 特别说明： （1）（2）两式计算时取绝对值。 请同学们思考： 磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ、磁通量的变化率有何不同？ 例题：有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求 ①线圈的感应电动势 ②如果线圈的电阻是10Ω，把一个阻值为990Ω的电热器连接在它两端，通过电热器的电流是多大？ 例题：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V 【回想并回答】 问1答：（1）闭合电路 （2）磁通量变化 问2答：楞次定律 【通过小组讨论】 问3答：当回路电阻一定时，感应电流的大小可能与磁通量变化的快慢有关。 【思考并回答】 甲图中有电流，乙图中条形磁铁插入或拔出时，有电流。 回答：线圈相当于电源. 类比a、b两图回答： 无电流，有电动势。 【猜想】 ①与磁通量变化的大小有关 ②与磁通量变化的快慢有关 【思考与讨论】 记录多组数据，学生进行思考与讨论，派代表进行结论分享 阅读教材回答： 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。 推导： 在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为感应电动势为E，则 E=k E=（1） E=n（2） 【思考与讨论】 （1）磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ=Φ1-Φ2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。 （2）当磁通量很大时，磁通量的变化量△Φ可能很小。同理，当磁通量的变化量△Φ很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可能较小。 （3）磁通量Φ和磁通量的变化量△Φ的单位是Wb，磁通量变化率的单位是Wb／s。 （4）磁通量的变化量△Φ与电路中感应电动势大小没有必然关系，穿过电路的△Φ≠0是电路中存在感应电动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，越大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。 （5）磁通量的变化率，是Φ-t图象上某点切线的斜率。 分析解答（略） 前述知识在必修三，离现行知识时间久远，课堂需要保证教学的连续性，所引以复习为切入点，以问题引导，进行知识的串联。 在此块教学内容中，我们选取了模拟实验，而非真实的实体实验，原因有二：一、便于观察。二、充分利用优质便捷的互联网教学资源，是顺应时代变迁的教育理念。

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