第四節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律教案

1、第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律教案【教學(xué)目標(biāo)】1、知識與技能：（1）、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。（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、。（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=BLvsin如何推得。（5）、會用解決問題。2、過程與方法（1）、經(jīng)歷學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。（2）、通過推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識探究問題的方法。3、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）、通過比較感應(yīng)電流、感

2、應(yīng)電動勢的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生把握主要矛盾?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別?！窘虒W(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法、歸納法、類比法【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計(jì)、螺線管、磁鐵?！窘虒W(xué)過程】一、復(fù)習(xí)提問：1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？答：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。2、恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？答：電路閉合，且這個(gè)電路中就一定有電源。3、在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？答：由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向二、引入新課1、問題1：既然會判定感應(yīng)電流的方向，

3、那么，怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢？ 答：既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動勢只要能確定感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流了2、問題2：如圖所示，在螺線管中插入一個(gè)條形磁鐵，問、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?答：有，因磁通量有變化、有感應(yīng)電流,是誰充當(dāng)電源?答：由恒定電流中學(xué)習(xí)可知，對比可知左圖中的虛線框部分相當(dāng)于電源。、上圖中若電路是斷開的，有無感應(yīng)電流電流？有無感應(yīng)電動勢？答：電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？答：回路中的磁通量發(fā)生變化4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件你有什么發(fā)現(xiàn)？答：在電磁感應(yīng)

4、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)電動勢，但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合，因此研究感應(yīng)電動勢更有意義。本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢三、進(jìn)行新課（一）、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素（1）探究目的：感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)？（學(xué)生猜測）（2）探究要求：、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管，記錄表針的最大擺幅。 、迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒，記錄表針的最大擺幅。、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片，迅速和緩慢的插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅；（3）、探究問題：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)電動勢的大小有什么關(guān)系？問

5、題3：在實(shí)驗(yàn)中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ （4）、探究過程安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)。（能力培養(yǎng)）教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，（課件展示）回答以上問題學(xué)生甲：穿過電路的變化產(chǎn)生E感產(chǎn)生I感.學(xué)生乙：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。學(xué)生丙：磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。可見，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時(shí)間都有關(guān)，即與磁通量的變化率有關(guān).把定義為磁通量的變化率。上面的實(shí)驗(yàn)，我們可用磁通量的變化率來解釋：學(xué)生甲：實(shí)驗(yàn)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)結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，磁通量的變化越

6、快電動勢越大,磁通量的變化越慢電動勢越小。（二）、法拉第電磁感應(yīng)定律從上面的實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動勢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)電動勢的大小，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，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式）（課件展示）E=k在國際單位制中，電動勢單位是伏（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)電動勢變?yōu)镋=

7、N1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比2.公式:=N3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷感應(yīng)電動勢的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定：當(dāng)cos則tcos當(dāng)cos則tcos當(dāng)(cos)則（cos）t4、特例導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢用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)電動勢？（課件展示） 解析：設(shè)在t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為S=Lvt穿過閉合電路磁通量的變化量

8、為=BS=BLvt據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得E=BLv這是導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢計(jì)算更簡捷公式，需要理解（1）B,L,V兩兩垂直（2）導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效長度（3）導(dǎo)線運(yùn)動方向和磁感線平行時(shí)，E=0（4）速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角，感應(yīng)電動勢可用上面的公式計(jì)算嗎？用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。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=vsin和平行于磁感線的分量v2=vcos。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的

9、感應(yīng)電動勢為E=BLv1=BLvsin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），指v與B的夾角。5、公式比較：公式E=n/t 與E=BLvsin的區(qū)別與聯(lián)系（1）研究對象不同：E=n/t的研究對象是一個(gè)回路，而E=BLvsin研究對象是磁場中運(yùn)動的一段導(dǎo)體。（2）物理意義不同：E=n/t 求得是t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，當(dāng)t0時(shí)，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動勢；而E=BLvsin，如果v是某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則E也是該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢；若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢。（3）E=n/t 求得的電動勢是整個(gè)回路的感應(yīng)電動勢，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電

10、動勢。整個(gè)回路的電動勢為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零。（4）E=BLvsin和E=n/t本質(zhì)上是統(tǒng)一的。前者是后者的一種特殊情況。但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，用EBLvsin求E比較方便；當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化，用E=/t求E比較方便。三反電動勢引導(dǎo)學(xué)生討論教材圖4.3-3中，電動機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這個(gè)電動勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動？學(xué)生討論后發(fā)表見解。教師總結(jié)點(diǎn)評。電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢削弱了電源的電流，這個(gè)電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。這樣，線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動

11、機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。討論：如果電動機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動，會發(fā)生什么情況？這時(shí)應(yīng)采取什么措施？學(xué)生討論，發(fā)表見解。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，這時(shí)就沒有了反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會很大，電動機(jī)可能會燒毀。這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。課堂練習(xí)：例題1：下列說法正確的是（ D ）A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C、線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大例題2：一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s

12、內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。解：由電磁感應(yīng)定律可得E=n/t 由 聯(lián)立可得E=n /t代如數(shù)值可得例題3、如圖所示，在磁感強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與之垂直的金屬框ABCD，框電阻不計(jì)，上面接一個(gè)長0.1m的可滑動的金屬絲ab，已知金屬絲質(zhì)量為0.2g，電阻R0.2，不計(jì)阻力，求金屬絲ab勻速下落時(shí)的速度。(4ms)問1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30角，不計(jì)阻力，B垂直于框平面，求v？ 答案：(2ms)問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且0.2，求v？ 答案：(1.3ms)問3：若不計(jì)摩擦，而將B方向改為豎直向上，求v？ 答案：(2.67ms)

13、問4：若此時(shí)再加摩擦0.2，求v？ 答案：(1.6ms)問5：如圖所示在問2中的BC中間加0.3v、r0.8的電池，求v？答案：(20ms)問6：上題中若有摩擦，0.2，求v？問7：B改為豎直向上，求v？問8：將電池反接時(shí)的各種情況下，求v？【課堂小結(jié)】1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。2、認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架?！景鍟O(shè)計(jì)】第四節(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動勢二、電磁感應(yīng)定律1內(nèi)容2表達(dá)式E=n/t：求平均電動勢E=BLV ： V為瞬時(shí)值時(shí)求瞬時(shí)電動勢，V為平均值求平均電動勢3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率