人教版(新教材)高中物理选择性必修2教学设计2：2 2 法拉第电磁感应定律教案

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE12.2法拉第电磁感应定律一、教学目标1.知识技能（1）知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义。（2）理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。（3）知道公式E=BLvsinθ的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。2.过程与方法目标（1）教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。（2）学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。3.情感、态度、价值观目标（1）通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。（2）让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。二、教学重点法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式、E=BLvsinθ的理解。三、教学难点（1）磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。（2）理解E=n是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于Δt时间内的平均值，而E=Blv是特殊情况下的计算公式，计算结果一般是感应电动势相对于速度v的瞬时值。对Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt物理意义的理解。四、教学过程复习1.产生感应电流的条件是什么？穿过闭合电路的磁通量发生变化2.什么是电磁感应现象？闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。3.导体中产生电流的条件是什么？1.导体形成回路2.导体中存在电位差新课学习1.感应电动势电源能够产生电动势，那么在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。学生思考讨论：如下图所示的三个实验中，分别是哪部分相当于电源？

图1图2图3图1中电源是导体棒AB，图2中电源是螺线管B，图3中电源也是螺线管B。学生思考讨论：产生感应电流的闭合电路断开，还有没有感应电动势？引导学生：电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻，电流为零，但是依然有电动势。教师总结：可见，感应电动势才是电磁感应现象的本质，电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。学生探究活动：如何通过上图所示的三个实验来研究影响感应电动势的大小因素呢？引导学生：对于闭合电路电阻是一定的，可以通过电流表指针偏转的角度大小来确定电路中感应电流的大小，从而确定感应电动势的大小。如何改变电路中电流的大小？学生设计的可能方案如下：（1）如图1所示电路，通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。（2）如图2所示电路，通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。（3）如图3所示电路，通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小，来研究影响感应电动势大小的因素。安排学生分组实验(为了节省时间，可将学生分为三大组，每一大组只做上述方案中的一个实验，每一大组适当的分为几个小组。做完实验后由各组长上报实验结果，然后由教师在提炼总结)。结论：（1）感应电动势的大小，与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。（2）感应电动势的大小，与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关，速度越大，产生的感应电动势越大。（3）感应电动势的大小，与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大，产生的感应电动势越大。学生思考讨论：认真分析三个实验及其结论，找出共同的规律。引导学生：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。对于图1所示实验，磁场的磁感应强度不变，通过导体棒做切割磁感线的运动，改变了闭合电路的面积，从而改变穿过该电路的磁通量，从而产生了感应电动势。导体棒运动越快，则回路面积变化也越快，使得磁通量的变化越快，而电流表指针偏转角度越大，说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快，感应电动势越大。让学生自己分析另外两个实验，总结结论共同规律：感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量的变化快慢如何表示呢？(从数学角度定量的表示)设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1，时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量来表示，也叫磁通量的变化率。(对于Φ、ΔΦ、和E，学生很难理解它们之间的关系的，教师可将Φ、ΔΦ、、E和v、Δv、、a类比起来，学生较容易接受。)2.法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式：Ｅ∝写成等式形式，乘上比例系数k即Ｅ＝k单位：E(V)，Φ(Wb)，t(s）上式中的常数k等于多少呢？请同学们证明1V＝1Wb／s，则k＝1(〖提*示〗学生注意证明1V＝1Wb／s，实际上是证明V＝Wb／s，在证明的过程中注意导出单位是如何定义的，要把对应的公式联系起来，这个证明对学生来说，难度较大，教师可根据情况适当〖提*示〗)。k=1，则可把上表达式写成E=。学生思考讨论：上面讨论的是闭合电路由单匝线圈构成的，设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率都相同，那么整个线圈中的感应电动势又如何表示？n匝线圈可以看成是由n个单匝线圈串联而成，因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n倍，即E=n。3.导体棒切割磁感线的感应电动势学生思考讨论：如图所示把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是Ｌ，以速度v向右运动，产生的感应电动势怎么表示？图4

图5在Δt时间内可动部分由原来的位置ab移到a1b1，这时线框的面积变化量ΔS=LvΔt，穿过闭合电路的磁通量的变化量ΔΦ=BΔS=BLvΔt，代入公式E=中，得到E=BLv。对于上式的成立有什么条件限制吗？(引导学生分析所设的物理过程的特殊性)上述物理过程所设磁场为匀强磁场，另外不难看出，磁感应强度方向、导体棒放置的方向和导体棒的运动方向是相互垂直的。所以其成立的条件是：(1)匀强磁场；(2)B、L、v相互垂直。学生思考讨论：通常我们还会遇到如上图5所示，导体棒垂直纸面放置，磁场竖直向下，导体棒运动方向与导体棒本身垂直，但与磁场方向有夹角θ。此时产生的感应电动势又如何表示呢？我们知道，只有在导体棒做切割磁感线运动时，才产生感应电动势，若导体棒平行磁感线运动，则不能产生感应电动势。所以可将其速度分解为垂直磁感线的分量v1＝vsinθ和平行磁感线的分量v2＝vcosθ，后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的