《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn)講學(xué)_3440.doc

1、此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)設(shè)計(jì)陜西省西安市田家炳中學(xué)簡(jiǎn)波一、設(shè)計(jì)思想法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。從知識(shí)發(fā)展來看，它既與電場(chǎng)、磁場(chǎng)和穩(wěn)恒電流有緊密聯(lián)系，又是后面學(xué)習(xí)交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。它既是本章的教學(xué)重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前， 學(xué)生已經(jīng)掌握了恒定電流、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁通量的相關(guān)知識(shí)，并且也知道了變化量和變化率的概念。 學(xué)生已經(jīng)具備了很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作能力，而且本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)也是上節(jié)課所演示過的，只不過研究的側(cè)重點(diǎn)不同。因此，有條件的學(xué)校可將本節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。 另外，學(xué)生對(duì)物理學(xué)的研究方法已有較為深刻的認(rèn)識(shí)，

2、在自主學(xué)習(xí)、合作探究等方面的能力有了較高的水平。本節(jié)課的重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程， 設(shè)計(jì)中采用了讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，思考討論，教師引導(dǎo)找出規(guī)律的方法，使學(xué)生能夠深刻理解法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程。對(duì)于公式 ，讓學(xué)生自己根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)手推導(dǎo)，使學(xué)生深刻理解。本節(jié)課的難點(diǎn)是對(duì)、物理意義的理解，在難點(diǎn)的突破上，采用了類比的方法。把、E 和、a 類比起來，使學(xué)生更容易理解、和 E 之間的聯(lián)系。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)和能力目標(biāo)1知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，會(huì)區(qū)分、的物理意義。2理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能應(yīng)用解答有關(guān)問題。3知道公式的推導(dǎo)過程及適用條件，

3、并能應(yīng)用解答有關(guān)問題。只供學(xué)習(xí)與交流此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除4通過學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作、觀察、分析，找出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，觀察、分析、總結(jié)規(guī)律的能力。（二）過程與方法目標(biāo)1教師通過類比法引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過演示實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生觀察分析，總結(jié)規(guī)律。2學(xué)生積極思考認(rèn)真比較，理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的存在，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析討論，總結(jié)影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。（三）情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)1通過學(xué)生之間的討論、 交流與協(xié)作探究， 培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作精神。2讓學(xué)生在探究過程中體驗(yàn)解決問題的成功喜悅，增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的情感。三、教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程以及對(duì)公式、的理解

4、。四、教學(xué)難點(diǎn)對(duì)、物理意義的理解。五、教學(xué)準(zhǔn)備準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器：電流計(jì)、蹄形磁鐵、螺線管、鐵芯、學(xué)生電源、變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。（若為分組實(shí)驗(yàn)，應(yīng)準(zhǔn)備若干組器材）六、教學(xué)過程（一）引入新課教師和學(xué)生一起回顧第一節(jié)中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)。 在這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中， 閉合電路中都產(chǎn)生了感應(yīng)電流，則電路中必須要有電源，電源提供了電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們就來共同研究這個(gè)問題。（二）講授新課感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只供學(xué)習(xí)與交流此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除電源能夠產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)， 那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相

5、當(dāng)于電源。學(xué)生思考討論：如下圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，分別是哪部分相當(dāng)于電源？圖1圖2圖3圖 1 中電源是導(dǎo)體棒 AB，圖 2 中電源是螺線管 B，圖 3 中電源也是螺線管 B。學(xué)生思考討論：產(chǎn)生感應(yīng)電流的閉合電路斷開，還有沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？引導(dǎo)學(xué)生：電路斷開就相當(dāng)于接入一個(gè)阻值無窮大的電阻， 電流為零，但是依然有電動(dòng)勢(shì)。教師總結(jié)：可見，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)， 電磁感應(yīng)現(xiàn)象重要的是看感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無。下面我們就來共同研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)。學(xué)生探究活動(dòng)：如何通過上圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小因素呢？引導(dǎo)學(xué)生：對(duì)于閉合電路電阻是一定的， 可以通過電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度

6、大小來確定電路中感應(yīng)電流的大小， 從而確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。 如何改變電路中電流的大小？學(xué)生設(shè)計(jì)的可能方案如下：1如圖 1 所示電路，通過改變導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。2如圖 2 所示電路，通過改變條形磁鐵插入和拔出螺線管的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。3如圖 3 所示電路，通過改變滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的速度大小，來研究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素。只供學(xué)習(xí)與交流此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) （為了節(jié)省時(shí)間， 可將學(xué)生分為三大組， 每一大組只做上述方案中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)， 每一大組適當(dāng)?shù)姆譃閹讉€(gè)小組。做完實(shí)驗(yàn)后由各組長(zhǎng)上報(bào)

7、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后由教師在提煉總結(jié)）。結(jié)論： 1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與導(dǎo)體棒切割磁感線的速度大小有關(guān)。速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關(guān)，速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小， 與滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的速度大小有關(guān)。 速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。學(xué)生思考討論：認(rèn)真分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)論，找出共同的規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是： 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。對(duì)于圖 1 所示實(shí)驗(yàn)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變， 通過導(dǎo)體棒做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)， 改變了閉合電路的面積， 從而改變穿過該電路的磁通量， 從而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)

8、越快， 則回路面積變化也越快， 使得磁通量的變化越快， 而電流表指針偏轉(zhuǎn)角度越大， 說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)。 磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。讓學(xué)生自己分析另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)結(jié)論共同規(guī)律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)。磁通量的變化快慢如何表示呢？（從數(shù)學(xué)角度定量的表示）設(shè)時(shí)刻 t 1 時(shí)穿過閉合電路的磁通量為 1，時(shí)刻 t 2 時(shí)穿過閉合電路的磁通量為 2，則在時(shí)間 t t 2t 1 內(nèi)磁通量的變化量為 2 1，磁通量的變化快慢可以用單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量來表示，也叫磁通量的變化率。 （對(duì)于、和 E，學(xué)生很難理解它們之間的關(guān)系的，教師可將、E 和、a 類比起來，

9、學(xué)生較容易接受。）法拉第電磁感應(yīng)定律只供學(xué)習(xí)與交流此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除1內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2表達(dá)式：寫成等式形式，乘上比例系數(shù)k即 k3單位： E（V），（ Wb）， t （ s）上式中的常數(shù) k 等于多少呢？請(qǐng)同學(xué)們證明 1V 1Wbs，則 k 1（提示學(xué)生注意證明 1V 1Wbs，實(shí)際上是證明 VWbs，在證明的過程中注意導(dǎo)出單位是如何定義的，要把對(duì)應(yīng)的公式聯(lián)系起來，這個(gè)證明對(duì)學(xué)生來說，難度較大，教師可根據(jù)情況適當(dāng)提示）。k=1，則可把上表達(dá)式寫成E=。學(xué)生思考討論： 上面討論的是閉合電路由單匝線圈構(gòu)成的，設(shè)閉合電路

10、是一個(gè) n 匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同， 那么整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又如何表示？n 匝線圈可以看成是由 n 個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成， 因此整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是單匝線圈的n 倍，即 E=n。導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)學(xué)生思考討論：如圖所示把矩形線框abcd 放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線框平面跟磁感線垂直。設(shè)線框可動(dòng)部分ab 的長(zhǎng)度是，以速度向右運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)怎么表示？圖4圖5只供學(xué)習(xí)與交流此文檔僅供收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除在 t 時(shí)間內(nèi)可動(dòng)部分由原來的位置 ab 移到 a1b1，這時(shí)線框的面積變化量，穿過閉合電路的磁通量的變化量，代入公式中，得到。對(duì)

11、于上式的成立有什么條件限制嗎？ （引導(dǎo)學(xué)生分析所設(shè)的物理過程的特殊性）上述物理過程所設(shè)磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 另外不難看出， 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、 導(dǎo)體棒放置的方向和導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向是相互垂直的。 所以其成立的條件是： 勻強(qiáng)磁場(chǎng)； B、 L、相互垂直。學(xué)生思考討論： 通常我們還會(huì)遇到如上圖 5 所示，導(dǎo)體棒垂直紙面放置， 磁場(chǎng)豎直向下， 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)體棒本身垂直， 但與磁場(chǎng)方向有夾角。 此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又如何表示呢？我們知道，只有在導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)， 才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 若導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)， 則不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 所以可將其速度分解為垂直磁感線的分量 1 sin 和平行磁感線的分量 2 cos，后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感