人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感应定律教学设计

人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案法拉第电磁感觉定律授课方案一、先期解析1、学习内容解析《法拉第电磁感觉定律》选自“人民教育初版社”高中物理新课程选修3-2第一章《电磁感觉》第四节内容。该节主要研究“决定感觉电动势大小的因素”，提出了感觉电动势的看法——在电磁感觉现象中产生的电动势叫做感觉电动势。并指出了感觉电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即法拉第电磁感觉定律。电磁感觉定律与前面的电场、包定电流和磁场联系亲密，同时也是后边交流电、电磁振荡和电磁波学习的基础，在本章拥有重要地位。2、学习者解析本节课的授课对象为高中二年级学生，对丁“变化量”和“变化率”已有必然了解，且已学习了感觉电流产生条件和楞次定律，对电磁感觉有了必然的认识。另一方面，该阶段的学生有必然的知识类比、迁移能力以及主动研究问题的能力，对丁奇特有趣的实验装置，有较强的好奇心，对丁未知的知识有较强的求知欲。3、授课重难点解析重点：对感觉电动势看法的理解；法拉第电磁感觉定律的研究过程；难点：理解磁通量变化率。二、授课目的1、知识与技术能正确说出感觉电动势的看法，以及决定感觉电动势大小的因素；掌握磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能正确差异①、△①、----；t理解法拉第电磁感觉定律内容、数学表达式；1/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案会推导公式E=BLvcosO;E=n—(5)会用&解决问题，掌握研究技术与应用定律解决实责问题的能力。2、过程与方法(1)经过实验，在提升着手能力和研究能力的同时，发现和认识物理规律物理实验的重要性；(2)经过推导导线切割磁感线时的感觉电动势公式E=BLM掌握运用理论知识研究问题的方法；(3)在解析反电动势的过程中，提升仔细观察、仔细思虑、辨析、思疑的能力。3、感神态度与价值观(1)认识科学发现对社会文明进度的巨大推动作用，有将物理知识应用丁生活和生产实践的意识，勇丁研究与平常生活相关的物理学问题。认识并领悟物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思虑与物理学相关的热点问题，有可连续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可连续发展做出贡献。在小组研究过程中扬长避短、合作交流。三、授课过程1、发电地板，导入新课播放上海“发电地板”相关新闻报道，向学生重申新闻中的“随着人踩踏地板的频率、力度发生发变化，广场的大屏幕上时时现实当前发电量和节能减排量”这句话，引导学生依照从前所学的感觉电流相关知识猜想“发电地板”的发电原理以及影响其发电功率的因素，但其实不宣布答案，留下悬念，点明解决这类问题需要进行“法拉第电磁感觉定2/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案律”的学习，导入新课。2、类比实验，引入看法请一位同学登台使用导线把干电池和灯泡连成回路，灯泡被点亮，再请他摇动用线圈和磁铁做成的手摇发电机，把小灯泡点亮。尔后向同学提问“这位同学先使用干电池，后乂用线圈和磁铁，都使灯泡亮了，那么这两个现象可以说明什么呢？”尔后将线圈、磁铁与电压表相连接，转着手轮，电压表指针偏转，再将电池与电压表相连，电压表指针偏转，引领学生将两者进行类比，得出线圈和磁铁在必然条件下可以相当丁电池，产生电动势的结论，尔后提出感觉电动势的看法——电磁感觉产生的电动势叫做感觉电动势。图1手摇发电机电压表装置实物图再让同学依照从前学习的感觉电流产生的条件，猜想感觉电动势产生需要的条件，并比较感觉电动势产生的条件和感觉电流的不相同一一只要穿过电路的磁通量发生变化，就可以产生感觉电动势，而产生感觉电流需要闭合电路。3、比较实验，学习定律请同学用不相同的速度摇着手摇发电机，观察电压计指针偏转的情况，发现摇的速度越大，感觉电动势越大。再播放利用朗威研究磁铁运动快慢和感觉电动势大小关系的视频，引导同学获取“感觉电动势的大小和磁通量变化的快慢是相关的”的结论。尔后讲解磁通量的变化率华的定义一一磁通量的变化量与时间的比值叫=t做磁通量变化率，反应了磁通量变化的快慢，并与高一时所学的速度与加速度进行类比——速度变化的快慢叫做加速度，磁通量变化的快慢叫做磁通量的变化率。速度的大小3/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案与加速度大小没有直接关系，磁通量的大小与磁通量的变化率也没有直接关系。在学生认识了磁通量变化率的看法以及完成实验的基础上，表达法拉第等人经过精密的实验获取“电路中感觉电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比”这一结论，即法拉第电磁感觉定律，表达式为：E=k竺。在国际.■:t单位制中，电动势单位是伏（V,磁通量单位是韦伯（Wb，时间单位是秒（s）,............,,,，一一一此时式中比率系数k=1，则上式可与成E=——。设闭合电路是一个N匝线圈，.：t且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当丁N个单匝线圈申联而成，因此感网电动势变为E=N土。t讲解感觉电动势的不相同表达式由磁通量的的因素决定：1）当△①=贝t:ABS2）当△①BAS贝t。=此后带领同学牢固判断感觉电流方向的方法，尔后讲解判断感觉电动势方向的方法：楞次定律、安培定则等，并举例说明在不相同的状态下，要利用不相同的方法判断。4、典型例题，推导公式带领学生回顾已学过的知识一一导线切割磁感线会产生感觉电流，尔后让学生依照法拉第电磁感觉定律，在下面的例题的基础上，推导导线切割磁感线时的感觉电动势。（找一至两位同学到黑板上做题目。）问题1:闭合电路一部分导体ab处丁匀强磁场中，磁感觉强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线，求产生的感觉电动势？4/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案XX；；XX-X"X乂孩￡XXX、X解析：设在△t时间内导体棒由原来的地址运动到albl,这时线框面积5/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案的变化量为△S=LvAt穿过闭合电路磁通量的变化量为△①=E^AS=BL心t据法拉第电磁感觉定律,得E=W=BLv.■:t【注】(1)B,L,V两两垂直导线的长度L应为有效长度导线运动方向和磁感线平■行时，E=0速度V为平均值(瞬市价)，E就为平■均值(瞬市价)感觉电动势方向的判断：右手定则。在学生掌握导线切割磁感线基础公式的基础上，假设导体的运动方向与磁感线方向有一个火角9,让同学思虑感觉电动势可否还可以用上面的公式进行计算，引领学生在此情境下进行推导新的公式。(此时可类比力与物体运动方向存在火角时，力所做的功的求法)5、反电动势，牢固升华请学生观看电动子转子处丁四种状态的图片，并向同学提问电动机通电后线圈的运动方向如何判断，带领同学一起利用左手定则判断线圈转动时安培力的方向，再让同学利用右手定则判断线圈产生的感觉电动势对丁原有的电流有什么影响感觉电动势的方向与线圈中电流的方向相反，会削弱电源供应的电流，尔后提出反电动势的看法。6/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案站”41VHfniMl图2简单电动机工作原理图反电动势对电动机工作有阻拦作用，因为它电动机工作时会发生较大的损耗，但是这个阻拦作用会使得电动机的电流不会因为过大而烧毁线圈。若是没有反电动势的存在，若电动机出现被卡住等故障，线圈中流过很大的电流，就会发生危险。因此，它是拥有两面性的。此处可以引导学生多角度全面对待问题。6、形成性议论【例题1】一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处丁以以下图所示地址时，它的：A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感觉电动势最大B.磁通量最小，磁通量变化率最大，感觉电动势最大C.磁通量最大，磁通量变化率最小，感觉电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感觉电动势最大【例题2】2010年上海世博会某国家馆内，有一“发电”地板，利用游人走过此处，踩踏地板发电。其原因是地板下有一发电装置，如图l所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，紧固在与地板相连的塑料圆筒P7/8人教版高中物理选修3-2法拉第电磁感觉定律授课方案上。磁场的磁感线沿半径方向平均分布，图2为横截面俯视图。轻质地板四角各连接有一个劲度系数为k的复位弹簧(图中只画出其中的两个)。当地板上下往返运动时，便能发电。若假设在1.5s内，由丁踩踏，线圈内的磁通量从B变化为3B,在接下来的1s内，线圈内的磁通量乂变为2B,请画出发电地板产生的感觉电动势的大小随时间变化的图像。【例题3】一导体棒长l=40cm，在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中作切割磁感线运动，运动的速度v=5.0m/s,若速度方向与磁感线方向火角6=30°,则导体棒中感觉电动势的大小为多少？(2)此导体棒在作切割磁感线