2015-2016學(xué)年人教版選修3-2 法拉第電磁感應(yīng)定律 教案

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1、第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1．知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。3．理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．會(huì)用和E=BLvsinθ解決問題。（二）過程與方法通過推導(dǎo)到線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識(shí)探究問題的方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．從不同物理現(xiàn)象中抽象出個(gè)性與共性問題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個(gè)性的辯證唯物主義思想。2．了解法拉第探索科學(xué)的方法，學(xué)習(xí)他的執(zhí)著的科學(xué)探究精神。教學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律。

2、教學(xué)難點(diǎn)：平均電動(dòng)勢(shì)與瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)區(qū)別。教學(xué)方法：演示法、歸納法教學(xué)用具：多媒體電腦、投影儀、投影片。教學(xué)過程：（一）引入新課教師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況？恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。下面我們就來探討感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定因素。（二）新課教學(xué)1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)教師：在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無電流？有無電動(dòng)勢(shì)？學(xué)生：電路斷開，肯定無電流，但有電動(dòng)勢(shì)。教師：電動(dòng)勢(shì)大，電流一定大嗎

3、？學(xué)生：不一定，電流的大小由電動(dòng)勢(shì)和電阻共同決定。教師：圖b中，哪部分相當(dāng)于a中的電源？學(xué)生：螺線管相當(dāng)于電源。教師：圖b中，哪部分相當(dāng)于a中電源內(nèi)阻？學(xué)生：線圈自身的電阻。教師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。2、電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟什么因素有關(guān)？現(xiàn)在演示前節(jié)課中三個(gè)成功實(shí)驗(yàn)，用CAI課件展示出這三個(gè)電路圖，同時(shí)提出三個(gè)問題供學(xué)生思考：乙甲丙問題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有什么關(guān)系?問題3：第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一

4、高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?學(xué)生：穿過電路的Φ變化產(chǎn)生E感產(chǎn)生I感.由全電路歐姆定律知I=，當(dāng)電路中的總電阻一定時(shí)，E感越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。教師：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量，用公式表示為。從上面的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可歸納出什么結(jié)論呢？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)甲中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）時(shí)，大，I感大，E感大。實(shí)驗(yàn)乙中，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)越快，越大，I感越大，E感越大。實(shí)驗(yàn)丙中，開關(guān)斷開或閉合，比開關(guān)閉合時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)大，I感大，E感大。從上面的三個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)

5、現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗(yàn)表明：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。（師生共同活動(dòng)，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式）設(shè)t1時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時(shí)間Δt=t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的變化率為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則E=n在國際單位制中，電動(dòng)勢(shì)單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時(shí)間單位是秒（s），可以證明式中比例系數(shù)k=1，（同學(xué)們可以課下自己證明），則上式可寫成E=設(shè)閉合電路是一個(gè)n匝線圈，且穿過每匝線

6、圈的磁通量變化率都相同，這時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋=n3、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算呢？用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動(dòng)到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為ΔS=LvΔt穿過閉合電路磁通量的變化量為ΔΦ=BΔS=BLvΔt據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得E==BLv問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用上面的公式計(jì)算嗎？如圖所示電路，閉合電路的一部

7、分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解析：可以把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv1=BLvsinθ［強(qiáng)調(diào)］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。4、反電動(dòng)勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生討論教材圖4.3-3中，電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電