《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計(jì) 人民教育出版社《物理》選修3-2第四章

1、法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)設(shè)計(jì)人民教育出版社物理選修3-2第四章第4節(jié)浙江省舟山市第二中學(xué) 余杰一、教學(xué)目標(biāo)：1、 知識與技能： （1）知道什么叫感應(yīng)電動(dòng)勢。（2）學(xué)會(huì)區(qū)分磁通量，磁通量的變化量，磁通量的變化率。（3）理解感應(yīng)電動(dòng)勢大小和磁通量變化率以及匝數(shù)的關(guān)系即課題。（4）知道公式E=Blv的推導(dǎo)過程。2、過程與方法 ：（1）讓學(xué)生經(jīng)歷影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小因素的定性探究與討論過程，感受分析歸納、總結(jié)規(guī)律的科學(xué)探究思想。（2）引導(dǎo)學(xué)生積極參與定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著的物理思想和方法。3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀 ：（1）通過介紹發(fā)電地板、動(dòng)車測速等物理知識的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲

2、，體驗(yàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。（2）通過師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、積極參與、團(tuán)隊(duì)合作的精神。（3）通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)和理論探究等活動(dòng)，使學(xué)生再次認(rèn)識到物理的簡潔之美，體驗(yàn)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程中的重要作用。二、教學(xué)重難點(diǎn)：1、重點(diǎn)：（1）探究思想、探究過程、探究方法的滲透。（2）法拉第電磁感應(yīng)定律的獲得過程。2、難點(diǎn)（1）引導(dǎo)學(xué)生對各種可能影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素進(jìn)行分析歸納。（2）定量實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施。三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路（1）總體設(shè)想：通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生按照認(rèn)識的重演規(guī)律，去重演知識的發(fā)生過程，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過程，探尋物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，以

3、及體驗(yàn)物理概念的建立過程。應(yīng)盡量使他們在獲取物理知識的同時(shí)，汲取前人的智能，領(lǐng)悟思想方法，陶冶科學(xué)精神，全方位提升他們的科學(xué)素養(yǎng)，從而全面落實(shí)新課程所要求的三維教學(xué)目標(biāo)。（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)中以思維為中心，過程為主線，變式為手段，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，讓學(xué)生多想想：應(yīng)該怎樣做？為什么要這樣做？換種方法能不能做？啟迪學(xué)生思路，滲透物理思想?！鞍l(fā)電地板”實(shí)驗(yàn)意在創(chuàng)設(shè)情景、引趣激疑、溫故知新。定性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生體會(huì)猜想需要建立在理性分析與可靠實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，重在歸納總結(jié)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的共性。第一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，意在讓學(xué)生通過思考利用手邊器材就能簡單實(shí)現(xiàn)，而實(shí)驗(yàn)的說服力較差，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給學(xué)生

4、留個(gè)窗口，提供獨(dú)立發(fā)現(xiàn)新問題的機(jī)會(huì)。第二個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮了現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢，獲取多組數(shù)據(jù)得出物理圖象，更具有說服力，重在有意識地創(chuàng)設(shè)一種探索的氛圍，讓學(xué)生積極參與該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，促使學(xué)生更好地領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)思想的精髓。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)兼顧傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和高科技實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，相輔相成。（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)：自制了法拉第電磁感應(yīng)定量探究裝置，與DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相結(jié)合，利用同步電機(jī)控制磁鐵掃過線圈的時(shí)間，將磁通量變化率這個(gè)實(shí)驗(yàn)測量的物理量轉(zhuǎn)化用電源的頻率代替，利用本裝置還可以在課堂上實(shí)現(xiàn)線圈匝數(shù)由1匝到n匝的改變，非常成功地解決了研究感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量變化率和線圈匝數(shù)的兩個(gè)定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)。發(fā)揮DIS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)既快捷又準(zhǔn)確的優(yōu)

5、勢，可以獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作圖分析，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有說服力。四、教學(xué)資源演示實(shí)驗(yàn)器材：自制發(fā)電地板、自制法拉第電磁感應(yīng)定律定量探究裝置（具體制作過程可參見筆者發(fā)表在中學(xué)物理教學(xué)參考2011年第1、2期雜志的論文）、DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、電流傳感器、微電流傳感器。學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材：靈敏電流計(jì)、線圈、導(dǎo)線、兩根同規(guī)格的條形磁鐵。其他器材：攝像頭、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。五、教學(xué)流程圖開始觀察思考，溫故知新實(shí)驗(yàn)1：引入感應(yīng)電動(dòng)勢概念，導(dǎo)出課題得出定性關(guān)系實(shí)驗(yàn)2：探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素猜想定量關(guān)系，提出實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案得出E實(shí)驗(yàn)3：t一定，改變探究E?實(shí)驗(yàn)4：一定，改變t探究E?理論分析：En實(shí)驗(yàn)5

6、：一定，改變n探究En?得出E= n推導(dǎo)出公式E=Blv聯(lián)系社會(huì)，課后留疑結(jié)束六、教學(xué)過程（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課【從生活走向物理】【視頻】與學(xué)生分享世博會(huì)日本館中的發(fā)現(xiàn)發(fā)電地板。師：發(fā)電地板，腳踩上去就能發(fā)電，低碳環(huán)保，那么地板為什么能發(fā)電呢？我今天就把它帶過來了，請大家注意觀察這個(gè)小燈的變化。【演示實(shí)驗(yàn)】演示自制發(fā)電地板，演示時(shí)除燈以外部分其他均設(shè)法隱藏，并在磁鐵上部粘貼小塊塑料地板，用手有節(jié)奏地摁地板，學(xué)生觀察到小燈忽明忽暗。師：揭秘發(fā)電地板：其實(shí)就是一個(gè)磁鐵、一個(gè)線圈與小燈連接。大家不難發(fā)現(xiàn)地板發(fā)電是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么大家一起說說看產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么呢？生：閉合電路中

7、磁通量發(fā)生變化。說明：發(fā)電地板實(shí)驗(yàn)既宣傳低碳環(huán)保的理念，又激發(fā)學(xué)生好奇心，在學(xué)生驚訝之際，揭開謎底，學(xué)生豁然開朗，原理就是上堂課學(xué)習(xí)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而復(fù)習(xí)了感應(yīng)電流產(chǎn)生條件。（二）得出感應(yīng)電動(dòng)勢定義、產(chǎn)生條件師：磁通量發(fā)生變化的電路在這里就是這個(gè)線圈，相當(dāng)于傳統(tǒng)意義上的電源。有電源就有電動(dòng)勢，我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做感應(yīng)電動(dòng)勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件又是什么呢？是否與產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件一樣呢？如果在此時(shí)斷開電路，自然沒有感應(yīng)電流，那么感應(yīng)電動(dòng)勢也隨之消失了嗎？延遲判斷。生：思考并提出自己的看法。師：釋疑：好比一個(gè)電池，盡管斷開電路，但是它能提供電能的這個(gè)本領(lǐng)還是存在，也就是電動(dòng)勢依

8、然存在，提出產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件：與外電路是否閉合無關(guān)，只要電路中磁通量發(fā)生變化，比產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。說明：在講授感應(yīng)電動(dòng)勢的相關(guān)概念時(shí)，教師“頂真”式的表述，使相關(guān)問題環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生沉浸在“發(fā)電地板”這個(gè)物理情景中，思維得以延續(xù)，溫故知新。（三）明確本節(jié)課研究的主題師：那么對于感應(yīng)電動(dòng)勢大家最想研究關(guān)于它的什么問題呢？生：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。說明：讓學(xué)生主動(dòng)提出想要研究的問題，試圖變被動(dòng)探究為主動(dòng)探究。師：在剛才的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中細(xì)心的同學(xué)不難發(fā)現(xiàn)，小燈的亮度忽明忽暗，說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小不一樣，而根據(jù)閉合電路的歐姆定律，感應(yīng)電流的大小恰恰反映的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，今天我們

9、就來重點(diǎn)研究感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。說明：還是在“發(fā)電地板”的情景當(dāng)中，自然地提出本節(jié)課研究的主題，并提示學(xué)生在接下來的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中可以用電流計(jì)測得的感應(yīng)電流大小反映感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。（四）定性實(shí)驗(yàn)：探索影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的因素師：那么感應(yīng)電動(dòng)勢的大小可能跟哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們利用手邊器材設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案，嘗試著去探尋影響感應(yīng)電動(dòng)勢大小的物理量?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)】兩人一組，每組器材包括靈敏電流計(jì)、線圈、導(dǎo)線、兩根同規(guī)格的條形磁鐵。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生積極動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，展開討論，將自已的見解與同學(xué)交流，主動(dòng)與同學(xué)合作。同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及得出的結(jié)論。圖1電流傳感器說明：不是直接讓學(xué)生猜想，而是讓學(xué)生用

10、熟悉的裝置實(shí)驗(yàn)探究，體現(xiàn)了猜想需要建立在理性分析與可靠實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的這一思想。師：展示與學(xué)生類似的一套實(shí)驗(yàn)裝置，將線圈內(nèi)的條形磁鐵磁鐵拔出來（故意慢一些），線圈與電流傳感器相連（如圖1），通過數(shù)據(jù)采集器在電腦上顯示出電流隨時(shí)間的變化圖像。接下來我要請同學(xué)上臺來，利用剛才實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生比老師更大的感應(yīng)電動(dòng)勢。圖2說明：通過“比一比”的形式，提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的興趣?！緦W(xué)生演示】學(xué)生可能用一根磁鐵，很快拔，也可能用兩塊磁鐵很快拔。教師同時(shí)與學(xué)生交流：你為什么拔得這么迅猛？你為什么用兩根磁鐵？在交流中學(xué)生可能認(rèn)為感應(yīng)電動(dòng)勢的大小可能與時(shí)間t和磁通量的變化量有關(guān)，t越小，E越大；越大，E也越大。（如

11、圖2為用不同條數(shù)磁鐵，不同速度抽拔時(shí)感應(yīng)電流的大小情況）說明：學(xué)生操作有不確定性，教師應(yīng)該隨機(jī)應(yīng)變，靈活應(yīng)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)態(tài)生成的教學(xué)資源，比如發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生也用兩根磁鐵，但是產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢很小，進(jìn)而分析原因：原來這位同學(xué)把兩根磁鐵異名磁極放在一起，磁性相互抵消，拔出來過程中磁通量變化量比一根磁鐵還要小，佐證了越大，E也越大的結(jié)論?！窘處熝菔尽繉⑷盆F同名磁極并在一起從線圈內(nèi)拔出，顯然比一根和兩根情況下都大，一邊講解一邊演示，結(jié)果大大出乎學(xué)生預(yù)料：發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢很小。請學(xué)生分析原因。生：學(xué)生意識到不能將和t割裂開來研究感應(yīng)電動(dòng)勢大小，并將剛才的結(jié)論糾正為：當(dāng)t一定，越大，E越大；當(dāng)一定，t

12、越小，E越大。師：通過比較引導(dǎo)學(xué)生歸納出上述兩種情況的共同特點(diǎn)就是磁通量變化的較快。物理學(xué)上將叫做速度的變化率，用來表示速度變化的快慢，類似地將叫做磁通量的變化率，來反應(yīng)磁通量變化的快慢，且 越大，E就越大，即得到了E與之間定性的關(guān)系。說明：本環(huán)節(jié)意在培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察基礎(chǔ)上，分析歸納總結(jié)出規(guī)律的能力。（五）定量實(shí)驗(yàn)：探究E與之間的定量關(guān)系師：我們物理學(xué)不能僅僅滿足這樣的定性描述，你覺得感應(yīng)電動(dòng)勢和磁通量的變化率到底有怎樣的定量關(guān)系呢？【學(xué)生猜想】感應(yīng)電動(dòng)勢可能跟磁通量的變化率成正比，也可能跟它的平方成正比，三次方，開根號成正比等等，最簡單就是直接成正比。師：伽利略說過自然界的發(fā)展遵循的是最簡

13、潔的規(guī)律，這兩個(gè)物理量直接成正比很簡潔，但現(xiàn)在僅僅是一個(gè)猜想，還需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)中需要多次改變磁通量變化率這個(gè)值，請同學(xué)們可以通過哪些途徑來改變這個(gè)比值呢？生：可以使每次操作的一定，改變t，也可以使每次操作的t一定，改變，還可以t、同時(shí)改變，進(jìn)而改變。師：同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)思路非常清晰，接下來從簡單的入手，用同學(xué)們想到的前兩個(gè)思路來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究E與之間的定量關(guān)系。說明：此環(huán)節(jié)應(yīng)放給學(xué)生，讓學(xué)生充分發(fā)表他們的觀點(diǎn)。（1）t一定，改變,探究E與是否成正比?師：用你手邊的器材，如何做到每次操作的t相同，不同呢？生：把磁鐵在線圈上方相同高度，靜止釋放做自由落體，高度相同，磁鐵通過線圈的時(shí)間也相同。

14、師：如何改變？生：一次用一根磁鐵，另一次用兩根。師：很好，由于我們用的是規(guī)格相同的磁鐵，兩次下落過程中穿過線圈的磁通量變化可以粗略的認(rèn)為是幾倍關(guān)系？生：兩倍。師：又由于t相同，那么磁通量變化率也可以近似認(rèn)為是幾倍關(guān)系？圖3生：兩倍。師：這樣就把磁通量變化率這個(gè)實(shí)驗(yàn)難以測量的物理量用磁鐵的條數(shù)來代替。如果同學(xué)們猜想正確的話，與此對應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)該是幾倍關(guān)系？生：兩倍。說明：學(xué)生利用手邊器材，很容易自己想到這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，所以課前進(jìn)行了預(yù)設(shè)，教師只做適當(dāng)點(diǎn)撥。師：這個(gè)自由落體的方案很好，但在具體操作時(shí)不易控制，老師在這個(gè)方案的基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)，給磁鐵裝了一個(gè)水平支架（如圖3），用支架把磁鐵從相同的線

15、圈中抽出，注意保持水平，那么在任意一段位移內(nèi)，兩邊線圈中的磁通量變化率可以粗略的認(rèn)為是兩倍的關(guān)系。說明：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)過程中體現(xiàn)了對比分析，等效替代，逆向思維等思想方法?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】通過攝像頭將兩表讀數(shù)顯示在大屏幕上，請同學(xué)們仔細(xì)觀察兩邊電流計(jì)的示數(shù)，由于變化很快，可以讀電流的最大值，發(fā)現(xiàn)一個(gè)人讀兩個(gè)表的示數(shù)有困難，同學(xué)們可以相互協(xié)作，左邊兩組同學(xué)讀左邊這個(gè)表，右邊兩組同學(xué)讀右邊這個(gè)表，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩電流計(jì)示數(shù)大致上是兩倍的關(guān)系，但是還有一部分同學(xué)沒有完全看清楚。說明：培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的精神。【視頻】教師逐幀播放事先用數(shù)碼相機(jī)錄制的讀數(shù)視頻。生：發(fā)現(xiàn)在任意時(shí)刻，兩表讀數(shù)基本上是1：2關(guān)系，那

16、么整個(gè)過程的平均值也是兩倍的關(guān)系。師：通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們得到了什么結(jié)論？生：粗略的證明了感應(yīng)電動(dòng)勢和磁通量變化率成正比。師：當(dāng)然我們僅僅使磁通量的變化率變成原來的兩倍就得到這個(gè)結(jié)論，科學(xué)的講是不夠嚴(yán)密的。我們可以再次改變磁通量變化率，比方我們可以把磁鐵的條數(shù)變成3根、4根、5根這樣成倍增加，看看與此對應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢是否也在成倍增加，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真的會(huì)如大家所愿嗎？同學(xué)們課后可以做一下有益嘗試，或許會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題。說明：實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了攝像頭、視頻來提高演示效果，得到初步結(jié)論后，教師沒有繼續(xù)實(shí)驗(yàn)而是為學(xué)生開窗口、留接口，鼓勵(lì)學(xué)生利用簡單熟悉的儀器獨(dú)立鉆研，發(fā)現(xiàn)新問題。（2）一定，改變t,探究E與是否成正比

17、?師：用你手邊的器材，如何做到每次操作的相同，t不同，同學(xué)之間相互討論一下，想到的方案越多越好。生：分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，交流發(fā)言。學(xué)生可能想到讓同一根磁鐵在線圈上方不同高度做自由落體，每次磁鐵通過線圈的速度不一樣，磁鐵通過線圈的時(shí)間就不一樣，但磁通量的變化量相同，等等。說明：此環(huán)節(jié)意在讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，學(xué)生在討論中有主動(dòng)與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望。要求教師對學(xué)生隨堂生成的教學(xué)資源機(jī)智靈活地處理，對于學(xué)生可能提出的各種方案分別做出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)，從而保護(hù)學(xué)生的積極性。師：對學(xué)生想到的各種方案做簡單的點(diǎn)評。老師也設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，原理上和大家差不多。如果我每次將磁鐵在線

18、圈上方以不同的速率從A位置移到O位置，那么所花的時(shí)間不一樣，但是磁通量的變化量相同。如果我使磁鐵移動(dòng)的速率成倍增加，那么t應(yīng)該按比例的縮小，1/t就成倍的增加，磁通量的變化率也就成倍的增加。（結(jié)合ppt動(dòng)畫講解）說明：在學(xué)生設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，教師提出實(shí)驗(yàn)中不但可以讓磁鐵作直線運(yùn)動(dòng)還可以讓它作曲線運(yùn)動(dòng)，可以讓磁鐵穿過線圈，也可以讓磁鐵在線圈上方掃過，訓(xùn)練學(xué)生的空間思維能力。圖4師：介紹實(shí)驗(yàn)裝置（如圖4），把一個(gè)單匝線圈與微電流傳感器相連，通過數(shù)據(jù)采集器可以在電腦上實(shí)時(shí)的顯示產(chǎn)生感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化情況，磁鐵在同步電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速跟電源的頻率有關(guān)通過變頻器可以改變電源

19、頻率，教師演示：頻率逐漸增大，轉(zhuǎn)速越來越大，頻率逐漸減小，轉(zhuǎn)速越來越小。指出實(shí)際上磁鐵做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與電源頻率成正比，如果使電源的頻率由5hz、10hz、15hz這樣成倍增加，磁鐵做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度也在成倍增加，那么每次磁鐵掃過線圈的時(shí)間t呢？25Hz30Hz35Hz圖515Hz20Hz10Hz5Hz生：按比例的縮小， 1/t成倍的增加。師：每次磁鐵掃過線圈的磁通量變化量有什么關(guān)系？生：相同，所以磁通量變化率成倍增加。師：這樣就把磁通量變化率這個(gè)實(shí)驗(yàn)難以測量的物理量用電源的頻率來代替。說明：此處實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)又一次體現(xiàn)了等效轉(zhuǎn)化的思想方法?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】使電源頻率由5hz、10hz、15hz這樣成

20、倍增加，DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)依次記錄了感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的七個(gè)圖像（如圖5），取圖像上半部分的平均值，記錄表格（如圖6），與此對應(yīng)的磁通量變化率成倍增加，所以記做1、2、3圖6說明：體現(xiàn)了高科技實(shí)驗(yàn)儀器相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢：可以更加精確及時(shí)的記錄瞬間變化的物理量，并方便我們對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。師：為了探究E與的定量關(guān)系，能不能從這個(gè)表格中直接得出結(jié)論？生：有困難。師：那我們可以通過怎樣的數(shù)據(jù)處理方法來分析？生：圖像法。圖7師：圖像法是物理學(xué)上重要的數(shù)據(jù)處理方法，他具有形象直觀的特點(diǎn)，以感應(yīng)電流為y軸，磁通量變化率為y軸建立坐標(biāo)系，我們得到七個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（如圖7），發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)的分布有什么特點(diǎn)？生：大致在一條

21、直線上。師：對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)分布在一條過原點(diǎn)的直線上（如圖7），由此我們得出什么結(jié)論？生：E與成正比。說明：通過學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，提高學(xué)生運(yùn)用物理圖象來分析、解決物理問題的能力。認(rèn)識數(shù)學(xué)方法在物理研究的重要作用。師：通過以上實(shí)驗(yàn)我們得到E。如果把它改成一個(gè)等式，得乘以比例系數(shù)k，而k的數(shù)值取決于其他物理量的單位，當(dāng)電路為單匝線圈，這兩個(gè)物理量取國際單位時(shí)，k=1。如果電路為n匝線圈，而且穿過每匝線圈的磁通量相同，那么所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢又是多少呢？生：乘以n。（3）一定，改變n，探究E與n的正比關(guān)系師：我們還是通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證大家的猜想，還是用這套實(shí)驗(yàn)器材，如何控制一定？生：

22、保證電源頻率不變。師：比如我們?nèi)‰娫吹念l率為10hz，不變?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】還是用剛才這根導(dǎo)線，電路的總電阻不變，線圈由一匝變成三匝。電源頻率設(shè)置為10hz，利用DIS系統(tǒng)測量出此時(shí)感應(yīng)電流的平均值（如圖8），剛才10hz單匝線圈時(shí)感應(yīng)電流平均值為0.094A， 現(xiàn)在10hz三匝線圈時(shí)感應(yīng)電流平均值為0.288A，大致上認(rèn)為是三倍的關(guān)系，我們可以再次改變匝數(shù)做更多次的實(shí)驗(yàn)，今天由于時(shí)間關(guān)系就不做了，最終我們會(huì)發(fā)現(xiàn)匝數(shù)成倍增加，感應(yīng)電動(dòng)勢也成倍增加。圖83匝說明：現(xiàn)場改變線圈的匝數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了學(xué)生的猜想，比起用事先預(yù)制的線圈來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，更能使學(xué)生信服?！纠碚摲治觥繛槭裁磿?huì)有這樣的正比關(guān)系？請同學(xué)們試著從理論上分析一下。生：如果單匝線圈相當(dāng)于一個(gè)電源的話，n匝線圈相當(dāng)于n個(gè)電源串聯(lián)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢為單匝線圈的n倍。說明：教學(xué)中要有效地啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維，并讓學(xué)生明確，邏輯推理和實(shí)驗(yàn)探究一樣，也是科學(xué)研究的方法之一，兩者是相輔相成的。（六）得出結(jié)論師：E= n這個(gè)公式就是著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。是由德國物理學(xué)家紐曼和韋伯各自通過理論分析得到的，法拉第雖然沒有親自得出這一公式，但是由于他對電磁感應(yīng)現(xiàn)象豐富的開創(chuàng)性研究，把這一發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù)歸之于他也是