高二物理：法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)設(shè)計(jì)_1

1、新修訂高中階段原創(chuàng)精品配套教材法拉第電磁感應(yīng)定律教材定制/提高課堂效率/內(nèi)容可修改Faraday's law of electromagnetic induction教師：風(fēng)老師風(fēng)順第二中學(xué)編訂：FoonShion教育原創(chuàng)教學(xué)設(shè)計(jì)Excellent Teaching Design法拉第電磁感應(yīng)定律 教材說(shuō)明：本教學(xué)設(shè)計(jì)資料適用于高中高二物理科目 ，主要用途為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)生 活中事物發(fā)生和發(fā)展的客觀規(guī)律，包含電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)的應(yīng)用，使得在日常生活中遇到問(wèn)題能?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)厮伎?，有更多良好的解決方法，進(jìn)而促進(jìn)全面發(fā)展和提高。內(nèi)容 已根據(jù)教材主題進(jìn)行配套式編寫(xiě)，可直接修改調(diào)整或者打印成為紙質(zhì)版本進(jìn)行

2、教學(xué) 使用。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1、知道決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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，并能對(duì)磁通量的變化量”、磁通量的變化率”進(jìn)行區(qū)別；3、理解的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式；4、會(huì)用解答有關(guān)問(wèn)題；5、會(huì)計(jì)算導(dǎo)線切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；能力目標(biāo)1、通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力.情感目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析與推理能力。培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物注意世界觀，尤其在分析問(wèn)題時(shí)，注意把握主要矛 盾.教學(xué)建議教材分析第2頁(yè)/總10頁(yè)原創(chuàng)教學(xué)設(shè)計(jì)Excellent Teaching Design理解和應(yīng)用，教學(xué)中應(yīng)該使學(xué)生注意以下幾個(gè)問(wèn)題：要嚴(yán)格區(qū)分磁通量、磁通量的變化

3、、磁通量的變化率 這三個(gè)概念.求磁通量的變化量一般有三種情況：當(dāng)回路面積 不變的時(shí)候， ；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 不變的時(shí)候，；當(dāng)回路面積 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 都不變，而他們的相對(duì)位 置發(fā)生變化（如轉(zhuǎn)動(dòng)）的時(shí)候，（是回路面積 在與 垂直方向上的投影）.E是 時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，一般不等于初態(tài)和末態(tài) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的平均值，即：注意課本中給由的公式中的磁通量變化率取絕對(duì)值， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也取絕對(duì)值，它表示的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不 涉及方向.公式表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小，是一個(gè)重要的公式.要使學(xué)生知道它是的一個(gè)特殊 形式，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用比較方便.使用 它計(jì)算時(shí)要注意 B、L

4、、v這三個(gè)量的方向必須是互相垂直的， 遇到不垂直的情況，應(yīng)取垂直分量.建議在具體教學(xué)中，教師幫助學(xué)生形成知識(shí)系統(tǒng)，以便 加深對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)的概念和原理的理解，有助于理解和掌握新 學(xué)的概念和原理.在的教學(xué)中，有以下幾個(gè)內(nèi)容與前面的知Excellent Teaching Design識(shí)有聯(lián)系，希望教師在教學(xué)中加以注意:由恒定電流”知識(shí)知道，閉合電路中要維持持續(xù)電流, 其中必有電動(dòng)勢(shì)的存在；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合電路中有 感應(yīng)電流也必然要存在對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由此引由確定感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小問(wèn)題.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為人們研制新的 電源提供了可能，當(dāng)它作為電源向外供電的時(shí)候，我們應(yīng)當(dāng) 把它與外

5、電路做為一個(gè)閉合回路來(lái)研究，這和直流電路沒(méi)有 分別；用能量守恒和轉(zhuǎn)化來(lái)研究問(wèn)題是中學(xué)物理的一個(gè)重 要的方法.化學(xué)電源中的電動(dòng)勢(shì)表征的是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電 能的本領(lǐng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表征的是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng).教法建議的重點(diǎn)是研究決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素是什么，這一 知識(shí)點(diǎn)無(wú)法從前面的知識(shí)得由，因此做好實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中分 析歸納由的內(nèi)容，是學(xué)好這部分知識(shí)的關(guān)鍵；由于上一節(jié)學(xué)習(xí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件時(shí)，就使學(xué)生明確 了穿過(guò)閉合電路的磁通量變化與否，決定了感應(yīng)電流的有無(wú)， 因此，本節(jié)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是使學(xué)生觀察感應(yīng)電流的大小與什么 因素有關(guān).對(duì)于程度比較好的學(xué)校，建議將實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分 組完成，學(xué)生自己進(jìn)行探究，教

6、師加以引導(dǎo)分析.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幾點(diǎn)教學(xué)建議第4頁(yè)/總10頁(yè) 原創(chuàng)教學(xué)設(shè)計(jì)Excellent Teaching Design本節(jié)教材講述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的定性 分析，得由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)系，最后給由 了計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的公式：，但沒(méi)有講述.在講授這節(jié)教材時(shí)，要注意概念、定律的建立過(guò)程，使學(xué)生知其所以然， 防止學(xué)生死記幾條干巴巴的結(jié)論.(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)概念的建立： 如何搞好物理概念的教學(xué)， 這是一個(gè)很值得研究的課題.對(duì)此，各人雖有不同主張，但 都很注意在抓好概念的引入、理解和應(yīng)用這些環(huán)節(jié)上下功 夫.在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)概念的教學(xué)中，也應(yīng)注意這幾個(gè)環(huán)節(jié).引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí)

7、，教材利用前面幾章學(xué)過(guò)的電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律等知識(shí)來(lái)分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的電 路，得由既然閉合電路里有感應(yīng)電流，那么這個(gè)電路中必然 有電動(dòng)勢(shì).在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì).教學(xué)實(shí)踐表明，這樣引入學(xué)生較易接受.比較概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，是一種使學(xué)生深刻理解概念本質(zhì)的好方法.由感應(yīng)電流過(guò)渡到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)學(xué)生來(lái) 說(shuō)是從具體到抽象，從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深化過(guò)程.為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別和聯(lián)系，教師可以用大型電流表和電壓表演示電路在接通與斷開(kāi)條件下的 回路電流與路端電壓，讓學(xué)生看到回路斷開(kāi)時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電 流，但路端電壓(即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))仍存在.而電路中由現(xiàn)感 應(yīng)電流，是要以電

8、路閉合與電動(dòng)勢(shì)的同時(shí)存在為前提條Excellent Teaching Design 件.從而說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無(wú)，完全決定于穿過(guò)回路的磁 通量的變化，與回路的通斷，回路的組成情況等無(wú)關(guān).而電 路中的感應(yīng)電流存在，只是在閉合電路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在 的必然結(jié)果.對(duì)純電阻電路，感應(yīng)電流強(qiáng)度與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 數(shù)量關(guān)系滿(mǎn)足.教師通過(guò)上述演示和分析對(duì)比，使學(xué)生了解到，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比感應(yīng)電流更能反映電磁 感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì). 讓學(xué)生把初學(xué)的概念在實(shí)際問(wèn)題中加以應(yīng)用，對(duì)鞏固和深化概念很有效.教師可以教材中產(chǎn)生感應(yīng)電流的二個(gè)實(shí) 驗(yàn)，即圖1、圖2為例，讓學(xué)生找一找，電路中哪部分導(dǎo)體 產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，起到了

9、電源的作用(在圖 1中是AB導(dǎo) 體、圖2中是線圈B).(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。嚎衫谜n本圖4-1和圖4-2的實(shí)驗(yàn)裝置，演示在閉合電路內(nèi)磁通量變化快慢不同的情況下， 產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不同，從而分析由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟 穿過(guò)閉合電路的磁通量改變快慢有關(guān).然后直接指由：理論 和實(shí)踐證明，導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在B、1、v互相垂直的情況下，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可用公式 來(lái)計(jì)算，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體長(zhǎng)度、導(dǎo) 體運(yùn)動(dòng)速度成正比.在演示中要注意說(shuō)明： 磁鐵相對(duì)線圈 運(yùn)動(dòng)的快慢不同時(shí)或?qū)w切割磁感線的快慢不同時(shí)，磁通量 變化的快慢不同.由于產(chǎn)生感應(yīng)電流的閉合回路情況沒(méi)有Exc

10、ellent Teaching Design 變化，所以感應(yīng)電流大小的變化反映了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變 化.由于必修課中不講，公式不能從理論推導(dǎo)由來(lái)，為了便于學(xué)生接受和理解與B、1、v的正比關(guān)系，可以采用下述教法.利用圖2來(lái)分析 與B、1、v的關(guān)系.圖中abcd為 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線框，線框平面跟磁感線垂直，讓線 框中長(zhǎng)為1的可滑動(dòng)導(dǎo)體ab,以速度v向右運(yùn)動(dòng)，單位時(shí)間 內(nèi)運(yùn)動(dòng)到.由圖可以看由，1v是導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積大小，Blv是單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體切割磁感線的條數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化.由此可見(jiàn)，當(dāng) B、1、v各量越大時(shí)， 單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)閉合回路的磁通量變化越大，或者說(shuō)磁通量 變化得越

11、快，這時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大.公式 反映了 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟B、1、v成正比.講完決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的規(guī)律之后，可讓學(xué)生通過(guò)練 習(xí)來(lái)掌握規(guī)律.除了做節(jié)后的例題之外，還可把課本中練習(xí) 二（1）題和習(xí)題（5）題在課堂上討論，必要時(shí)可再適當(dāng)補(bǔ) 充一些基礎(chǔ)練習(xí).的教學(xué)設(shè)計(jì)方案引入部分示例：復(fù)習(xí)提問(wèn)：1:要使閉合電路中有電流必須具備什么條件？ （引導(dǎo)學(xué)生回答：這個(gè)電路中必須有電源，因?yàn)殡娏魇?由電源的電動(dòng)勢(shì)引起的）Excellent Teaching Design2:如果電路不是閉合的， 電路中沒(méi)有電流，電源的電動(dòng) 勢(shì)是否還存在呢？（引導(dǎo)學(xué)生回答：電動(dòng)勢(shì)反映了電源提供電能本領(lǐng)的物 理量，電路不閉合電源電動(dòng)

12、勢(shì)依然存在）引入新課：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，既然閉合電路里有感應(yīng) 電流，那么這個(gè)電路中也必定有電動(dòng)勢(shì)，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo) 體就相當(dāng)于電源.1:引導(dǎo)學(xué)生找生下圖中相當(dāng)于電源的那部分導(dǎo)體？2:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里， 如果電路是閉合的， 電路中就有 感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的強(qiáng)弱決定于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和電路 的電阻.如果電路是斷開(kāi)的，電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，但感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍然存在.那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān) 呢？今天我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題.實(shí)驗(yàn)部分示例：分析：磁鐵相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)得越快 一電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角 度越大一感應(yīng)電流越大 一表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.磁鐵相對(duì)于

13、線圈運(yùn)動(dòng)得越快，即穿過(guò)線圈的磁能通量變 化越快-表明：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)閉合電路的磁通量 變化快慢有關(guān).演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示 一一導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)Excellent Teaching Design 勢(shì)的實(shí)驗(yàn)示意.分析：導(dǎo)體切割磁感線的速度越大一電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度越大一感應(yīng)電流越大 一表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，即穿過(guò)線圈的磁通量變化 越快一表明：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)閉合電路的磁通量變 化快慢有關(guān).小結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)閉合電路的磁通量改變快慢有關(guān)系設(shè)時(shí)刻時(shí)穿過(guò)閉合電路的磁通量為，設(shè)時(shí)刻 時(shí)穿過(guò)閉合電路的磁通量為，則在時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量為，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量 的變化率成正比.理論和實(shí)踐表明：長(zhǎng)度為的導(dǎo)體，以速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的的大小跟 磁感強(qiáng)度 ，導(dǎo)體的長(zhǎng)度，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度以及運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向的夾角