法拉第電磁感應(yīng)定律（第一課時(shí)）教案

2.2法拉第電磁感應(yīng)定律（第一課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、從實(shí)驗(yàn)中得出影響感生電動(dòng)勢(shì)大小的因素，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)的方法。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Φ、ΔΦ、。3、理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及應(yīng)用。（二）過(guò)程與方法培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒍ㄐ苑治龊涂偨Y(jié)的能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)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(guò)探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生把握主要矛盾，忽略次要因素。【教學(xué)難點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的物理意義【教學(xué)重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)分析，得出影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的因素，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式的應(yīng)用【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)、討論分析、總結(jié)歸納【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】（一）引入新課：復(fù)習(xí)提問(wèn)：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：閉合回路、磁通量發(fā)生變化2、恒定電流中學(xué)過(guò)，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？答：電路閉合，一定有電源。3、試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同相同點(diǎn)：兩電路都是閉合的，有電流不同點(diǎn)：甲中有電池（電源）,乙中有螺線管（相當(dāng)于電源）既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。問(wèn)題4上圖中，若開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電路中有電流嗎？（沒(méi)有）問(wèn)題5：如果電路不是閉合的，電路中就沒(méi)有電流，電源的電動(dòng)勢(shì)是否還存在呢？（存在）由此可見(jiàn)，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(dòng)勢(shì)更有意義。二、進(jìn)行新課如圖所示，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源（一）、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1、定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2、條件：只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。與電路是否閉合無(wú)關(guān)。3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)磁通量變化是電磁感應(yīng)的根本原因;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過(guò)是一個(gè)現(xiàn)象，表示電路中輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備隨時(shí)輸出電能的能力。問(wèn)題與思考：上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，條形磁鐵插入的快慢不同，指針偏轉(zhuǎn)的角度就不同，說(shuō)明產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不一樣，那影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的因素有哪些呢？猜想：可能影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的因素有哪些？條形磁鐵插入或拔出的快慢、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（二）、探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素探究實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，保持磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同，改變條形磁鐵插入或拔出的方式，觀察電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況。探究實(shí)驗(yàn)二：保持條形磁鐵插入或拔出快慢相同，改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，注意觀察電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)情況。實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)：磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。磁通量的變化快慢磁通量的變化率德國(guó)物理學(xué)家紐曼在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年指出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定量規(guī)律：（三）、法拉第電磁感應(yīng)定律1.內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。2.公式:注意：（1）公式中Δφ取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)。（2）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即該電源的電動(dòng)勢(shì)。（3）理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意義（4）理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的關(guān)系例題：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框,邊長(zhǎng)ab=L1,bc=L2線框繞中心軸00'以角速度ω由圖示位置逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/4周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/2周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/2周的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？首先要明確磁通量是標(biāo)量有正負(fù)之分，線圈轉(zhuǎn)過(guò)1/2周時(shí)，磁通量變化量的大小為：變式訓(xùn)練：有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，則在t1－t2時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一截面的電荷量為多少？提升訓(xùn)練：如圖甲所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)．求0至t1時(shí)間內(nèi)，(1)通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過(guò)電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟1．分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況；2．利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向；3．靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解．課堂小結(jié)：答疑1、匝數(shù)為n＝200的線圈回路總電阻R＝50Ω，整個(gè)線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)，磁通量Φ隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈中的感應(yīng)電流的大小。2.如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中．在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過(guò)程中，求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？3、如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．下列說(shuō)法中正確的是()A．電阻R兩端的電壓保持不變B．初始時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為0.4WbC．線圈電阻r消耗的功率為4×10－4WD．前4s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為4×10－4C4、如圖所示，兩端開(kāi)口半徑為r的裸導(dǎo)體圓環(huán)，右端與固定電阻相連，左端上架一長(zhǎng)度大于2r的裸導(dǎo)線MN，電路的固定電阻為R，其余電阻忽略不計(jì)，圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．如果環(huán)內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN從圓環(huán)的左端滑到右端所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，試求這一過(guò)程中電阻R上通過(guò)的電荷量．【思路點(diǎn)撥】首先由法拉第電磁感應(yīng)定律求出電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，求出平均電流，然后由電流的定義式eq\x\to(I)＝eq\f(Q,t)求得通過(guò)R上的電荷量