物理3-2電磁感應(yīng)教案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第四節(jié):法拉第電磁感應(yīng)定律教案
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識與技能:
(1)、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。
(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)定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、會用 解決問題。
2、過程與方法
(1)、通過學(xué)生實驗,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。
(2)、通過推導(dǎo)閉合電路,部分導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進(jìn)行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
(2)、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點,引導(dǎo)學(xué)生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教學(xué)重點】法拉第電磁感應(yīng)定律。
【教學(xué)難點】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【教學(xué)方法】實驗法、歸納法、類比法
【教具準(zhǔn)備】
多媒體、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問:
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:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2、恒定電流中學(xué)過,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?
答:電路閉合,且這個電路中一定有電源。
3、在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的情況下,用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向?
答:由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。
二、引入新課
1、問題1:既然會判定感應(yīng)電流的方向,那么,怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢?
答:既然有感應(yīng)電流,那么就一定存在感應(yīng)電動勢.只要能確定感應(yīng)電動勢的大小,根據(jù)閉合電路歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流大小了.
2、問題2:如圖所示,在螺線管中插入一個條形磁鐵,問
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答:有,因為磁通量有變化
②、有感應(yīng)電流,是誰充當(dāng)電源?
答:由恒定電流中學(xué)習(xí)可知,對比可知左圖中的虛線框內(nèi)線圈部分相當(dāng)于電源。
③、上圖中若電路是斷開的,有無感應(yīng)電流電流?有無感應(yīng)電動勢?
答:電路斷開,肯定無電流,但仍有電動勢。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么?
答:回路(不一定是閉合電路)中的磁通量發(fā)生變化.
4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,你有什么發(fā)現(xiàn)?
答:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,不論電路是否閉合,只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動勢,但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合,因此研究感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更有意義。(情感目標(biāo))
本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢
三、進(jìn)行新課
(一)、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素
(1)探究目的:感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)?(學(xué)生猜測)
(2)探究要求:
①、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管,記錄表針的最大擺幅。
②、迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒,記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片,迅速和緩慢的插入拔出螺線管,分別記錄表針的最大擺幅;
(3)、探究問題:
問題1、在實驗中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?
問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系?
問題3:在實驗中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究過程
安排學(xué)生實驗。(能力培養(yǎng))
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗,(展示)回答以上問題
學(xué)生甲:穿過電路的Φ變化 產(chǎn)生E感 產(chǎn)生I感.
學(xué)生乙:由全電路歐姆定律知I= ,當(dāng)電路中的總電阻一定時,E感越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大。
學(xué)生丙:磁通量變化相同,但磁通量變化的快慢不同。
可見,感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關(guān),即與磁通量的變化率有關(guān).
把 定義為磁通量的變化率。
上面的實驗,我們可用磁通量的變化率來解釋:
學(xué)生甲:實驗中,將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時, 大,I感大,
E感大。
實驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān),磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大,電動勢越大。
(二)、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實驗我們可以發(fā)現(xiàn), 越大,E感越大,即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比,即E∝ 。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
(師生共同活動,推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式)(課件展示)
E=k
在國際單位制中,電動勢單位是伏(V),磁通量單位是韋伯(Wb),時間單位是秒(s),可以證明式中比例系數(shù)k=1,(同學(xué)們可以課下自己證明),則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個N匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時相當(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成,因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?br />E=n
1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
??⑵感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
??⑶感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷
??⑷感應(yīng)電動勢的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定:
??當(dāng)ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
??當(dāng)ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
??當(dāng)ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意: 為B.S之間的夾角。
4、特例——導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
用課件展示如圖所示電路,閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)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)生的感應(yīng)電動勢?(課件展示)
解析:設(shè)在Δt時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運動到a1b1,這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得
E= =BLv
這是導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式,需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效切割長度
(3)導(dǎo)線運動方向和磁感線平行時,E=0
(4)速度V為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)
問題:當(dāng)導(dǎo)體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ,感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎?
用課件展示如圖所示電路,閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
解析:可以把速度v分解為兩個分量:垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強(qiáng)調(diào):在國際單位制中,上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt:求平均電動勢
E=BLV : v為瞬時值時求瞬時電動勢,v為平均值時求平均電動勢
課堂練習(xí):
例題1:下列說法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
例題2:一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解:由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯(lián)立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數(shù)值可得E=1.6V
例題3、如圖所示,在磁感強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD,框電阻不計,上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab,已知金屬絲質(zhì)量為0.2g,電阻R=0.2Ω,不計阻力,求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m/s)
??問1:將上題的框架豎直倒放,使框平面放成與水平成30°角,不計阻力,B垂直于框平面,求v ?
答案:(2m/s)
??問2:上題中若ab框間有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?
答案:(1.3m/s)
??問3:若不計摩擦,而將B方向改為豎直向上,求v ?
答案:(2.67m/s)
??問4:若此時再加摩擦μ=0.2,求v ?
答案:(1.6m/s)
??
【課堂小結(jié)】
1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
2、認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業(yè):第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總
結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架,把書本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識,讓學(xué)生有收獲成功感。
本節(jié)課,重點是理解法拉第電磁感應(yīng)定律,不要過多的進(jìn)行訓(xùn)練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進(jìn).


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/57910.html

相關(guān)閱讀:2012屆高考物理考點重點分子動理論復(fù)習(xí)