電磁感應定律（設計獲獎教案）

1、電磁感應定律-感應電動勢的大小教學案例通山縣第二中學 陳繼新1、 設計思路： 本節(jié)課是高中物理中的重點內(nèi)容之一。電磁感應定律的發(fā)現(xiàn)，不僅在科學和實踐上具有重要意義，而且發(fā)現(xiàn)定律的指導思想及發(fā)現(xiàn)過程中法拉第所表現(xiàn)出來的科學態(tài)度、意志力，對后人也有重要的啟迪和教育。新課程理念下的創(chuàng)新教學，要構(gòu)建以學生為中心和以學生主體活動為基礎的教學過程。因此本節(jié)課的教學設計：以學生自主探究法拉第電磁感應定律的探究式教學模式實施教學。先提出問題由學生猜想與假設設計實驗方案進行實驗探究驗證分析歸納總結(jié)得出結(jié)論。學生通過自主探究，不僅理解了法拉第電磁感應定律，而且更重要的是在探究過程中，學生的創(chuàng)新能力、學習習慣、合作

2、精神，情感態(tài)度等方面得到發(fā)展。2、 學情分析： 高二年級學生正值身心發(fā)展的鼎盛時期，思維活躍，敢于質(zhì)疑，樂于探索。又有一定的知識儲備，具備了比較強的自主學習，合作探究能力，這些為實施本節(jié)探究式教學奠定了基礎。但是學生在探究過程中會出現(xiàn)一些如實驗設計不完善或者不合理等問題。這就需要教師及時的引導，與學生互動共同進行探討，順利完成本節(jié)課的教學目標。三、教學目標1知識與技能（1） 知道什么是感應電動勢（2） 知道磁通量變化率是表示磁通量變化快慢的物理量。能區(qū)別、（3） 能理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容及數(shù)學表達式（4） 知道如何推導（5） 會用和解決問題。2過程與方法（1） 通過比較的方法，學生能當堂

3、說出的區(qū)別（2） 經(jīng)歷探究法拉第電磁感應定律的過程。感悟科學的探究方法與要素，體會實驗在研究物理問題中的作用。3情感態(tài)度與價值觀：（1） 體驗探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅（2） 培養(yǎng)在探究活動中敢于質(zhì)疑，提出不同見解的創(chuàng)新實踐精神。（3） 了解法拉第電磁感應定律的發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)實生活和科學技術發(fā)展的意義4、 教學重難點。1、 重點：法拉第電磁感應定律的發(fā)現(xiàn)過程。2、 難點：區(qū)別。5、 課前準備：1、 上節(jié)課后布置一道背景為是否發(fā)生電磁感應現(xiàn)象和磁通量的習題作業(yè)。2、 教學用具（1） 演示實驗器材：條形磁鐵、線圈、大型電流表、大型電壓表、開關和導線。（2） 學生實驗器材：多支條形磁鐵、線圈、電流表、電壓表

4、、導線、細線、膠帶、小滑板、鐵架臺、米尺等（按十二組準備）。（3） 多媒體課件、投影儀。6、 教學流程感應電動勢設置情境，發(fā)現(xiàn)問題師生討論，提出猜想與假設E感與，E感有關設計實驗方案，進行實驗探究E感與、無關E感與/t有關學生討論，再次提出猜想與假設設計方案，進行實驗，得出結(jié)論E感=N/t解釋結(jié)論，應用知識推導出E=BLVSin教學過程（1） 、創(chuàng)設情景，導入新課。1演示實驗（如圖2），引出感應電動勢的概念。 教師兩次演示：閉合開關斷開開關時，分別將條形磁鐵插入線圈的過程中，請同學們觀察電流表和電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況有什么不同。試一試能解釋這一現(xiàn)象的原因嗎？ 師生互動：運用前面兩節(jié)所學知識和閉合

5、電路的的知識分析得出，磁鐵插入線圈的過程中，磁通量發(fā)生了變化，發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象，中電流表與線圈連成了回路，因此電流表有示數(shù)，而中則無示數(shù)，但中電壓表都有示數(shù)，說明線圈兩端有電動勢-叫感應電動勢。（動畫課件演示） 小結(jié)：即感應電動勢更能反映電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)。板書-感應電動勢（2） 、新課教學1提出問題：感應電動勢的大小與哪些因素有關呢？ 學生討論交流：學生根據(jù)對發(fā)生電磁感應現(xiàn)象條件的掌握，能夠提出兩種猜想與假設。2學生猜想與假設： 學生提出：感應電動勢的大小與磁通量有關；感應電動勢的大小與磁通量的變化有關。 兩種不同猜想與假設，激起學生探究真理的欲望，教師介紹探究物理規(guī)律的一般方法：提出問題

6、猜想與假設設計實驗方案進行實驗探究驗證分析歸納總結(jié)得出結(jié)論。然后介紹給定的實驗器材。3學生設計實驗方案： 各組學生討論交流，根據(jù)給定的實驗器材設計好實驗方案，教師到各組與學生交流，對他們的方案中存在的缺陷或不足的地方，以與學生探討的方式給予提出，請同學們再思考加以修正和完善，得出合理可行的實驗方案。4學生分組實驗： 學生分組進行實驗驗證，填寫好實驗報告表。 驗證感應電動勢與磁通量有關驗證感應電動勢與磁通量的變化有關實驗方案和操作實 驗 現(xiàn) 象實 驗 結(jié) 論 各組通過對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析得出驗證結(jié)論，進行匯報交流。對假設“感應電動勢的大小與磁通量有關”的驗證，各組會有“感應電動勢的大小與磁通量無

7、關”的相同結(jié)論；但對假設“感應電動勢的大小與磁通量的變化有關”可能會有兩種相反的結(jié)論，矛盾的突顯，學生會爭論不休，再次激發(fā)學生的探究熱情。 教師提出問題：磁通量的變化是發(fā)生電磁感應現(xiàn)象的條件，它就一定與感應電動勢的大小有關嗎？請同學們回憶剛才的實驗過程，教師請在巡視過程的中發(fā)現(xiàn)某組多次做驗證假設時發(fā)現(xiàn)幾次的感應電動勢的大小不同，并作了認真記錄的同學代表發(fā)表意見。 學生回答：我們在做驗證假設時多次從同一高度以不同的速度插入磁鐵時發(fā)現(xiàn)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度不同，即感應電動勢的大小不同，而每次的磁通量的變化是一樣的，但發(fā)生變化的時間不同。 教師高度評價這組學生認真嚴謹，實事求是的科學探究真理的精神。請

8、學生再次猜想與假設：感應電動勢的大小與磁通量的變化有關。然后設計實驗方案進行驗證，填寫好報告表。 實驗方案和操作實 驗 現(xiàn) 象實 驗 結(jié) 論 各組學生匯報交流驗證實驗成果，歸納得出結(jié)論：感應電動勢的大小與磁通量的變化有關，即磁通量的變化率大，感應電動勢就越大。5展示多媒體動畫： 模擬磁鐵從同一高度以不同的速度插入線圈和導體在磁場中以不同的速度切割磁感線時，電壓表的指針的偏轉(zhuǎn)情況，說明感應電動勢的大小與磁通量的變化有關。展現(xiàn)學生剛才的實驗情境。 小結(jié)：精確的實驗表明；電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比這就是法拉第電磁感應定律。寫成數(shù)學表達式為：式中k為比例常數(shù)，當中的單位

9、用韋伯（Wb）表示，t的單位用秒（s）表示，感應電動勢E的單位用伏特(V)表示,k取1，所以圖2是一個n匝線圈閉合電路，且穿過每個線圈的磁通量的變化率都相同，由于n匝線圈可看成n個單匝線圈串聯(lián)，就像n個電池串聯(lián)一樣，故整個線圈的感應電動勢應為： 板書法拉第電磁感應定律：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比這就是法拉第電磁感應定律。寫成數(shù)學表達式為：6提出問題： （1） 前面我們研究的是磁場中的磁感應強度B發(fā)生變化引起的感應電動勢，如果磁場B不變化，按的要求B不變就必須S變化。如圖3所示，將矩形abcd放在磁感強度為B的勻強磁場中，線框平面跟磁感線垂直，設線框可動部分ab的長度為L以速度向右運動時，問：圖中哪一部分相當電源？感應電動勢的大小是多少？請同學們試一試。 學生活動后，請學生代表說一說分析思路，用投影儀展示其推導過程，由同學們評價后，教師小結(jié)。 設ab在時間內(nèi)由位置ab移到位置a1、b1，這時線框面積的變化量為，磁通量變化量，代入公式 （2）在上問題中若導線運動方向與導線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角，如圖4所示情況又怎樣？ 學生討論交流，推導出感應電動勢的表達式教師小結(jié)：在