《课题研究》教学设计(湖南省县级优课)-物理教案

4.2.反电动势一、教学设计高中物理选修3-2第四章第四节法拉第电磁感应定律第3个小标题——反电动势，这一概念一直是学生与老师忽视的内容，主要原因是高考考纲中指明不考的内容，实际上反电动势的教学对学生理解非纯电阻电路特点及能量转化与守恒定律有重要意义，对培养学生处理实际问题的能力也有长足的作用。与学生关心生活、关心社会、与生产实际相结合等核心素养的形成也是分不开的。由于以上方面的原因，根据教材的特点我把第四节第3个小标题单独作为一个课时——反电动势献给学生。在教学过程中培养学生守恒思想，理论联系实际的思想。在教学中运用类比，归纳等推理方式，从能量守恒的角度，遵循现象——猜想分析——实验———理论——运用的秩序推导出含反电动势电路的电流与电动势、反电动势及电阻关系的规律。二、教案4.2反电动势1、核心素养：①深刻理解法拉第电磁感应定律，对含电动机电路的能量转化作出准确的判断。②用类比方法，从能量转化与守恒角度推导含反电动势电路电流与电动势、反电动势及电阻的关系。③培养学生观察分析问题的能力、处理实际问题的能力。④学会透过现象抓住事物的本质，体会成功的乐趣。2、重点:运用类比.从能量守恒的角度得出含反电动势电路电流与电动势、反电动势及电阻的关系。3、难点：含反电动势电路中做功情况与能量转化的情况。4、教法:实验、推理、综合5、教程复习:①法拉第电磁威应定律E=Blv②闭合电路欧姆定律(纯电阻电路)如果电路中含电动机、充电电池等用电器电路。怎么求电流?4.2:反电动势1：思考与讨论在图4.4-.3中，电源在电动机线圈中产生的电流的方向以及AB、CD两个边受力的方向都已经标出。现在的问题是，既然线圈在磁场中转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了它?是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动?2：实验验证如图4.4-4，将玩具电动机通过开关、电流表接到电池上。闭合开关S，观察电动机启动过程中电流表读数的变化。在电动机上加一定的负载，例如用手轻触转子的轴，观察电流表读数的变化.3：反电动势含电动机电路中，由于线圈的转动产生的电动势会削弱电源产生的电流，这个电动势叫反电动势，充电时电池的电动势也叫反电动势、总之电动势是削弱电源产生电流。这样的电动势叫反电动势由于反电动势的存在，电路通过反电动势把电能转化为其它形式的能4：含反电动势电路的电流，(电路中直流外阻为R)电源的总功：W=Eq＝EIt转化的机械能：E电=E反q外电路产生的焦耳热：Q外=I2RtW=E电+Q外+Q内W=E电+Q外+Q内EIt=E反EIt=E反q+I2Rt+I2rt

电源内部产生的焦耳热：由能量守恒：Q内=I电源内部产生的焦耳热：由能量守恒：Q内=I2rtEIt=E反q+I2Rt+I2rt

5：思考与讨论电动机启动时的电流与正常工作时的电流不同，有负载时与空载时的电流不同。这在技术上会引起什么问题?如果有问题，应该沿什么途径解决?1、如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时没有了反电动势，电阻很小的线圈直接接在电源两端，电流会很大，很容易烧毁电动机。2、当电动机所接电源电压比正常电压低很多时，此时电动机线圈也不转动，无反电动势产生，电动机也很容易烧坏。6：应用举例【例1】（电动机）如图所示，把电阻R和电动机M串联接在电路中，已知电阻R与电动机线圈的电阻相等，接通电路后，电动机能正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生的电热为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的电热为Q2，则：（）A．U1＜U2，Q1=Q2B．U1=U2，Q1=Q2C．W1=W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2【例2】（电磁感应单双棒问题）试分析如甲图所示导体棒由静止释放后的速度随时间的变化规律；试分析乙图中给ab棒一个初速度后，两棒的速度随时间的变化规律。两图中导轨均为不计电阻的水平光滑导轨。图甲图甲图乙【例3】（电池充电）锂电池因能量高环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，已知充电器电源的输出电压为U，手机电池的电动势为E，内阻为r，则充电器输出的电功率为，电能转化为化学能的功率为，充电效率