高二教學(xué)案例《法拉第電磁感應(yīng)定律》 新人教版選修3-2

1、法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)案例 課程背景:“法拉第電磁感應(yīng)定律”是高二物理選修（3-2）中的第四章第4節(jié)內(nèi)容，是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。從知識(shí)的發(fā)展來看,它既能與電場(chǎng)、磁場(chǎng)和恒定電流有緊密的聯(lián)系，又是學(xué)習(xí)交流電、電磁振蕩和電磁波的重要基礎(chǔ)。從能力的發(fā)展來看，它既能在與力、熱知識(shí)的綜合應(yīng)用中培養(yǎng)綜合分析能力，又能全面體現(xiàn)能量守恒的觀點(diǎn)。因此，它既是教學(xué)的重點(diǎn)，又是教學(xué)的難點(diǎn)。鑒于此部分知識(shí)較抽象，而我的學(xué)生的抽象思維能力較弱。在這節(jié)課的教學(xué)中，我注重體現(xiàn)新課程改革的要求，注意新舊知識(shí)的聯(lián)系，同時(shí)緊扣教材，通過實(shí)驗(yàn)、類比、等效的手段和方法，來化難為簡(jiǎn)，使同學(xué)們利用已掌握的舊知識(shí)，來理解所要學(xué)習(xí)的新概念。力求

2、通過明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象誘發(fā)同學(xué)們真正的主動(dòng)起來，從而激發(fā)興趣，變被動(dòng)記憶為主動(dòng)認(rèn)識(shí)。課程詳述：一 教學(xué)目標(biāo)：1 知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，能區(qū)分磁通量的變化和磁通量的變化率/t。通過演示實(shí)驗(yàn)，定性分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化快慢之間的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察能力。2.通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立，進(jìn)一步定量揭示電與磁的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生類比推理能力和通過觀察、實(shí)驗(yàn)尋找物理規(guī)律.使學(xué)生明確電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)，通過對(duì)公式E=n/t的理解，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出E=BLv，并學(xué)會(huì)初步的應(yīng)用。3.通過介紹法拉第的生平事跡，使學(xué)生了解法拉第探索科學(xué)的方法和執(zhí)著的科學(xué)研究精神，教育學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)的毅

3、力和恒心。二 教學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程及規(guī)律理解。三 教學(xué)難點(diǎn)：1 磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別。2 理解E=n/t是普遍意義的公式，而E=BLv是特殊情況下導(dǎo)線在切割磁感線情況下的計(jì)算公式。四 教具：1 演示用的電流表，螺線管，條形磁鐵，直流電源，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干。2 多媒體大屏幕投影儀，自制的幻燈片。五 課前準(zhǔn)備：要求學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課的三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，預(yù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，通過復(fù)印資料閱讀教案中的參考資料法拉第的劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)一文。六 教學(xué)設(shè)計(jì)：本節(jié)課的教學(xué)過程在于要求學(xué)生掌握法拉第電磁感應(yīng)定律中的各個(gè)物理量?jī)?nèi)涵，要求學(xué)生理解并能運(yùn)用E=n/t和E=BLv這兩個(gè)公

4、式。通過比較實(shí)驗(yàn)裝置的差異，引導(dǎo)學(xué)生得出相同的原因，幫助學(xué)生理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念（如實(shí)驗(yàn)一）；通過比較實(shí)驗(yàn)中個(gè)別因素的差異而引起的變化，引導(dǎo)學(xué)生定性得出E與、t、/t的關(guān)系，從而為進(jìn)一步學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律打下基礎(chǔ)（如實(shí)驗(yàn)二、三、四）。在教學(xué)過程運(yùn)用觀察、比較與設(shè)計(jì)的手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生這個(gè)主體，使他們有強(qiáng)烈的興趣去思考、去推理、去學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。1復(fù)習(xí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：將圖，圖用投影儀展示，并設(shè)問：圖中電鍵S均閉合，電路中是否都有電流？為什么？演示實(shí)驗(yàn)一：對(duì)照?qǐng)D安培表指針偏轉(zhuǎn)；對(duì)照?qǐng)D電流計(jì)指針不動(dòng)，但當(dāng)條形磁鐵位置變動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，表明回路中有電流。啟發(fā)學(xué)生回答：圖中產(chǎn)生的電流是由電源提供的，

5、圖中產(chǎn)生的是感應(yīng)電流。教師引導(dǎo)：由恒定電流的知識(shí)可知，閉合電路中有電流，電路中必有電源。對(duì)比圖，圖提問，圖中的電源在哪里？用投影儀展示圖，啟發(fā)學(xué)生回答：圖中的線圈就相當(dāng)于是電源，在磁鐵插入線圈的過程中產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。教師總結(jié)：（用圖，圖裝置進(jìn)行演示說明）我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 2影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素：演示實(shí)驗(yàn)二：按圖所示裝置將相同的磁鐵以不同的速度從同一位置插入線圈中，觀察并比較電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。誘導(dǎo)學(xué)生觀察與思考：兩次插入過程穿過線圈的磁通量變化是否相同？電流計(jì)指針偏角是否相同？偏角大說明什么？原因是什么？ 引導(dǎo)學(xué)生歸納：電流計(jì)的指針偏角大，說明產(chǎn)生的電流大，而

6、電流大的原因是電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。由于兩次穿過磁通量變化相同，穿過越快，時(shí)間越短，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與發(fā)生磁通量變化所用的時(shí)間有關(guān)，且在磁通量變化相同的情況下，所需時(shí)間越短，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。演示實(shí)驗(yàn)三：按圖所示裝置用兩個(gè)磁性強(qiáng)弱不同的條形磁鐵分別從同一位置以相同的速度插入線圈中，觀察并比較電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。誘導(dǎo)思維：兩次插入過程中磁通量變化是否相同？所用時(shí)間是否相同？電流計(jì)指針偏角是否相同？偏轉(zhuǎn)角大說明什么？原因是什么？引導(dǎo)學(xué)生歸納：兩種情況所用時(shí)間相同，但穿過線圈扔磁通量變化不同，電流表的偏轉(zhuǎn)角不同，而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不同。說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小還與磁

7、通量的變化有關(guān)，即在相同的變化時(shí)間情況下，磁通量變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。演示實(shí)驗(yàn)四：按圖所示裝置連接電路，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭以大小不同的速度從一側(cè)滑至另一側(cè)，觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況。（教師介紹裝置）誘導(dǎo)學(xué)生思維：兩次滑動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的變化量是否相同？所用時(shí)間是否相同？電流表的指轉(zhuǎn)角是否相同？偏轉(zhuǎn)角大說明什么？其原因是什么？引導(dǎo)學(xué)生分析與歸納：（1）快滑比慢滑在相同的時(shí)間里流過線圈L1的電流變化大，引起穿過線圈L2的磁通量變化大，即大；（2）快滑比慢滑所用的時(shí)間短，即t??；（3）快滑與慢滑相比，磁通量變化大而所用時(shí)間短，即單位時(shí)間磁通量變化多；（4）快滑與慢滑相比，電流計(jì)指針的偏

8、角不同，即產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，即在單位時(shí)間內(nèi)磁通量變化越多，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。以上現(xiàn)象的分析與歸納都應(yīng)在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生主動(dòng)的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納出有關(guān)的結(jié)論，切忌由教師講解。教師概括、歸納、總結(jié)學(xué)生的結(jié)論，使學(xué)生清晰思路。通過以上三組實(shí)驗(yàn)可知：當(dāng)穿過線圈的磁通量變化量與時(shí)間之比越大，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化越多，或者說磁通量的變化率越大時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。3 法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：電路中產(chǎn)生的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。要求學(xué)生寫出表達(dá)式：E=k/t啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)來處理比例系數(shù)k，使k=1 （1v=1wb/s）這樣上式可寫成：E

9、=/t問題情景一：如圖示。線圈L由導(dǎo)線繞制成n匝，當(dāng)穿過L的磁通量變化率為/t時(shí)，則線圈L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？啟發(fā)學(xué)生得出計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的普遍意義的公式E=n/t。問題情景二：如圖示，把矩形單匝線圈abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面和磁感線垂直。設(shè)線圈可動(dòng)部ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，以速度v向右勻速平動(dòng)，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？問題研究：（啟發(fā)學(xué)生推導(dǎo)）導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab棒切割磁感線，同時(shí)穿過abcd面的磁通量增加，線框中必然要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。設(shè)經(jīng)過極短的時(shí)間t，導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)的距離為vt，穿過線框abcd的磁通量的變化量為BLvt，代入公式：E=n/t中，得到E=BLv

10、。問題討論：（a）圖的電路中，哪部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源？ab導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)v與磁感線方向B有何關(guān)系？ （b）若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)體本身垂直，但與磁感方向不垂直，設(shè)v與B夾角為，又如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小呢？引導(dǎo)分析：（啟發(fā)同學(xué)們得出計(jì)算結(jié)論）將速度v沿垂直于磁感線方向的速度分量v1=vsin-在切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而平行于磁感線方向的分量v2=vcos-不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv1=BLvsin以上結(jié)論都應(yīng)當(dāng)是教師啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)與演算，可請(qǐng)基礎(chǔ)好的、思維能力強(qiáng)的學(xué)生在黑板上演示推導(dǎo)過程與結(jié)論，切不可教師包辦。4 課后補(bǔ)課的作業(yè)，旨在要求學(xué)生能在課后認(rèn)真

11、復(fù)習(xí)，挖掘課程內(nèi)容的更深刻的意義，同時(shí)又可培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣。探究題：試討論法拉第電磁感應(yīng)定律的計(jì)算公式E=n/t和推導(dǎo)公式E=BLv各有什么特點(diǎn)？復(fù)習(xí)題：請(qǐng)?jiān)谔骄款}的基礎(chǔ)上，寫一篇關(guān)于本節(jié)課所學(xué)知識(shí)的小結(jié)。課后反思：1、本課題內(nèi)容應(yīng)安排二課時(shí)，課后應(yīng)視同學(xué)們的作業(yè)情況再安排一課時(shí)的整理與習(xí)題，力求使學(xué)生真正理解與掌握知識(shí)的內(nèi)涵。2、課程教學(xué)過程中，應(yīng)做到通過學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)觀察、探究知識(shí)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，教師應(yīng)起到引導(dǎo)、糾正學(xué)生的思路，同時(shí)創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)環(huán)境。3、實(shí)驗(yàn)過程中，教學(xué)要求應(yīng)清楚明確，應(yīng)做到：（1） 提示學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完整地分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。（2） 勵(lì)學(xué)生大膽與分析和總結(jié)。教師實(shí)驗(yàn)以前要考慮到實(shí)驗(yàn)過程中的一些負(fù)面因素，盡可能減少負(fù)面影響。如實(shí)四中滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭滑動(dòng)時(shí)可能現(xiàn)象不明顯等。所以課前準(zhǔn)備要充分。4教學(xué)過程中沒有強(qiáng)調(diào)與E=BLvcos這兩個(gè)關(guān)系式的適用范圍，而是布置了課后作業(yè)。我想這不但不會(huì)影