人教版高中物理選修32法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版高中物理選修32法拉第電磁感覺定律授課方案人教版高中物理選修32法拉第電磁感覺定律授課方案8/8人教版高中物理選修32法拉第電磁感覺定律授課方案人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案法拉第電磁感覺定律授課方案一、先期分析1、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析《法拉第電磁感覺定律》選自“人民教育初版社”高中物理新課程選修3-2第一章《電磁感覺》第四節(jié)內(nèi)容。該節(jié)主要研究“決定感覺電動勢大小的因素”，提出了感覺電動勢的見解——在電磁感覺現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感覺電動勢。并指出了感覺電動勢的大小與穿過這一電路的磁通量變化率成正比，即法拉第電磁感覺定律。電磁感覺定律與前面的電場、恒定電流和磁場聯(lián)系親密，同時(shí)也是后邊溝通電、電磁振蕩和電磁波學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在本章?lián)碛兄匾匚弧?、學(xué)習(xí)者分析本節(jié)課的授課對象為高中二年級學(xué)生，關(guān)于“變化量”和“變化率”已有一定認(rèn)識，且已學(xué)習(xí)了感覺電流產(chǎn)生條件和楞次定律，對電磁感覺有了必然的認(rèn)識。另一方面，該階段的學(xué)生有必然的知識類比、遷移能力以及主動研究問題的能力，關(guān)于奇怪幽默的實(shí)驗(yàn)裝置，有較強(qiáng)的好奇心，關(guān)于未知的知識有較強(qiáng)的求知欲。3、授課重難點(diǎn)分析重點(diǎn)：對感覺電動勢見解的理解；法拉第電磁感覺定律的研究過程；難點(diǎn)：理解磁通量變化率。二、授課目標(biāo)1、知識與技術(shù)（1）能正確說出感覺電動勢的見解,以及決定感覺電動勢大小的因素；（2）掌握磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能正確差異Φ、ΔΦ、；t（3）理解法拉第電磁感覺定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；（4）會推導(dǎo)公式E=BLvcosθ；1/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案En（5）會用t解決問題，掌握研究技術(shù)與應(yīng)用定律解決實(shí)詰責(zé)題的能力。2、過程與方法（1）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，在提升著手能力和研究能力的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識物理規(guī)律物理實(shí)驗(yàn)的重要性；（2）經(jīng)過推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感覺電動勢公式E=BLv，掌握運(yùn)用理論知識研究問題的方法；（3）在分析反電動勢的過程中，提升仔細(xì)察看、仔細(xì)思慮、辨析、思疑的能力。3、感神態(tài)度與價(jià)值觀（1）認(rèn)識科學(xué)發(fā)現(xiàn)對社會文明進(jìn)度的巨大推動作用，有將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識，勇于研究與平時(shí)生活有關(guān)的物理學(xué)問題。（2）認(rèn)識并領(lǐng)悟物理學(xué)對經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注并思慮與物理學(xué)相關(guān)的熱點(diǎn)問題，有可連續(xù)發(fā)展的意識，能在力所能及的范圍內(nèi)，為社會的可連續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。（3）在小組研究過程中揚(yáng)長避短、合作溝通。三、授課過程1、發(fā)電地板，導(dǎo)入新課播放上?！鞍l(fā)電地板”有關(guān)新聞報(bào)道，向?qū)W生重申新聞中的“隨著人踐踏地板的頻次、力度發(fā)生發(fā)變化，廣場的大屏幕上時(shí)時(shí)現(xiàn)實(shí)目前發(fā)電量和節(jié)能減排量”這句話，引導(dǎo)學(xué)生依照從前所學(xué)的感覺電流有關(guān)知識猜想“發(fā)電地板”的發(fā)電原理以及影響其發(fā)電功率的因素，但其實(shí)不宣布答案，留下懸念，點(diǎn)明解決這類問題需要進(jìn)行“法拉第電磁感覺定律”的學(xué)習(xí)，導(dǎo)入新課。2/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案2、類比實(shí)驗(yàn)，引入見解請一位同學(xué)登臺使用導(dǎo)線把干電池和燈泡連成回路，燈泡被點(diǎn)亮，再請他搖動用線圈和磁鐵做成的手搖發(fā)電機(jī)，把小燈泡點(diǎn)亮。此后向同學(xué)提問“這位同學(xué)先使用干電池，后又用線圈和磁鐵，都使燈泡亮了，那么這兩個(gè)現(xiàn)象能夠說明什么呢？”此后將線圈、磁鐵與電壓表相連結(jié)，轉(zhuǎn)著手輪，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，再將電池與電壓表相連，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，引領(lǐng)學(xué)生將兩者進(jìn)行類比，得出線圈和磁鐵在必然條件下能夠相當(dāng)于電池，產(chǎn)生電動勢的結(jié)論，此后提出感覺電動勢的概念——電磁感覺產(chǎn)生的電動勢叫做感覺電動勢。圖1手搖發(fā)電機(jī)電壓表裝置實(shí)物圖再讓同學(xué)依照從前學(xué)習(xí)的感覺電流產(chǎn)生的條件，猜想感覺電動勢產(chǎn)生需要的條件，并比較感覺電動勢產(chǎn)生的條件和感覺電流的不一樣樣——只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，就能夠產(chǎn)生感覺電動勢，而產(chǎn)生感覺電流需要閉合電路。3、比較實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)定律請同學(xué)用不一樣樣的速度搖著手搖發(fā)電機(jī)，察看電壓計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的情況，發(fā)現(xiàn)搖的速度越大，感覺電動勢越大。再播放利用朗威研究磁鐵運(yùn)動快慢和感覺電動勢大小關(guān)系的視頻，引導(dǎo)同學(xué)獲取“感覺電動勢的大小和磁通量變化的快慢是有關(guān)的”的結(jié)論。此后解說磁通量的變化率的定義——磁通量的變化量與時(shí)間的比值叫t做磁通量變化率，反響了磁通量變化的快慢，并與高一時(shí)所學(xué)的速度與加速度進(jìn)3/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案行類比——速度變化的快慢叫做加速度，磁通量變化的快慢叫做磁通量的變化率。速度的大小與加速度大小沒有直接關(guān)系，磁通量的大小與磁通量的變化率也沒有直接關(guān)系。在學(xué)生認(rèn)識了磁通量變化率的見解以及達(dá)成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，表達(dá)法拉第等人經(jīng)過優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)獲取“電路中感覺電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比”這一結(jié)論，即法拉第電磁感覺定律，表達(dá)式為:Ek。在國際t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），此時(shí)式中比率系數(shù)k=1，則上式可寫成E。設(shè)閉合電路是一個(gè)N匝線圈，t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)單匝線圈串連而成，因此感覺電動勢變?yōu)镋N。t解說感覺電動勢的不一樣樣表達(dá)式由磁通量的的因素決定：1）當(dāng)ΔΦ＝ＢＳ則ε＝ＢＳ／t：2）當(dāng)ΔΦ＝ＢＳ則ε＝ＢＳ／t。此后率領(lǐng)同學(xué)堅(jiān)固判斷感覺電流方向的方法，此后解說判斷感覺電動勢方向的方法：楞次定律、安培定則等，并舉例說明在不一樣樣的狀態(tài)下，要利用不一樣樣的方法判斷。4、典型例題，推導(dǎo)公式率領(lǐng)學(xué)生回首已學(xué)過的知識——導(dǎo)線切割磁感線會產(chǎn)生感覺電流，此后讓學(xué)生依照法拉第電磁感覺定律，在下面的例題的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感覺電動勢。（找一至兩位同學(xué)到黑板上做題目。）問題1：閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感覺強(qiáng)度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感覺電動勢？4/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案分析：設(shè)在t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的地址運(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為ΔΦ=BS=BLvt據(jù)法拉第電磁感覺定律，得EBLvt【注】（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（瞬市價(jià)），E就為平均值（瞬市價(jià)）（5）感覺電動勢方向的判斷：右手定則。θvB在學(xué)生掌握導(dǎo)線切割磁感線基礎(chǔ)公式的基礎(chǔ)上，假定導(dǎo)體的運(yùn)動方向與磁感線方向有一個(gè)夾角θ，讓同學(xué)思慮感覺電動勢可否還能夠用上面的公式進(jìn)行計(jì)算，引領(lǐng)學(xué)生在此情境下進(jìn)行推導(dǎo)新的公式。（此時(shí)可類比力與物體運(yùn)動方向存在夾角時(shí)，力所做的功的求法）5、反電動勢，堅(jiān)固升華請學(xué)生觀看電動子轉(zhuǎn)子處于四種狀態(tài)的圖片，并向同學(xué)提問電動機(jī)通電后線圈的運(yùn)動方向怎樣判斷，率領(lǐng)同學(xué)一同利用左手定則判斷線圈轉(zhuǎn)動時(shí)安培力的方向，再讓同學(xué)利用右手定則判斷線圈產(chǎn)生的感覺電動勢關(guān)于原有的電流有什么影響——感覺電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，會削弱電源供應(yīng)的電流，然后提出反電動勢的見解。5/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案圖2簡單電動機(jī)工作原理圖反電動勢對電動機(jī)工作有阻截作用，由于它電動機(jī)工作時(shí)會發(fā)生較大的損耗，可是這個(gè)阻截作用會使得電動機(jī)的電流不會由于過大而燒毀線圈。若是沒有反電動勢的存在，若電動機(jī)出現(xiàn)被卡住等故障，線圈中流過很大的電流，就會發(fā)生危險(xiǎn)。因此，它是擁有兩面性的。此處能夠引導(dǎo)學(xué)生多角度全面對待問題。6、形成性議論【例題1】一個(gè)矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞一個(gè)固定軸做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈處于以以以下列圖所示地址時(shí)，它的：A.磁通量最大,磁通量變化率最大B.磁通量最小,磁通量變化率最大C.磁通量最大,磁通量變化率最小D.磁通量最小,磁通量變化率最小

感覺電動勢最大感覺電動勢最大感覺電動勢最大感覺電動勢最大【例題2】2010年上海世博會某國家館內(nèi)，有一“發(fā)電”地板，利用游人走過此處，踐踏地板發(fā)電。其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖l所示，裝置的主要構(gòu)造是一個(gè)截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，緊固在與地板相連的塑料圓筒P6/8人教版高中物理選修3-2法拉第電磁感覺定律授課方案上。磁的磁感沿半徑方向平均散布，2橫截面俯。地板四角各接有一個(gè)度系數(shù)k的復(fù)位簧(中只畫出其中的兩個(gè))。當(dāng)?shù)匕迳舷峦颠\(yùn)，便能。若假在1.5s內(nèi)，由于踏，圈內(nèi)的磁通量從B化3B,在接下來的1s內(nèi)，圈內(nèi)的磁通量又2B,畫出地板生的感的大小隨化的像。【例3】一體棒l=40cm，在磁感度B=0.1T的勻磁中作切割磁感運(yùn)，運(yùn)的速度v=5.0m／s，若速度方向與磁感方向角β=30°，（1）體棒中