《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計-高中物理人教版選修3-2 4.4

《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計一、設(shè)計思想法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。從知識發(fā)展來看，它既與電場、磁場和穩(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，也是教學(xué)難點。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，并且也知道了變化量和變化率的概念。學(xué)生已經(jīng)具備了很強的實驗操作能力，而且本節(jié)課的實驗也是上節(jié)課所演示過的，只不過研究的側(cè)重點不同。因此，有條件的學(xué)?？蓪⒈竟?jié)課的演示實驗改為學(xué)生分組實驗。另外，學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有較為深刻的認(rèn)識，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)課的重點法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程，設(shè)計中采用了讓學(xué)生自己設(shè)計方案，自己動手做實驗，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。本節(jié)課的難點是對、、物理意義的理解，在難點的突破上，采用了類比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、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）知識和能力目標(biāo)1．知道感應(yīng)電動勢的概念，會區(qū)分Φ、ΔΦ、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)表達式，并能應(yīng)用解答有關(guān)問題。3．通過學(xué)生對實驗的操作、觀察、分析，找出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，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)電動勢，通過演示實驗，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)電動勢的存在，通過觀察實驗現(xiàn)象的分析討論，總結(jié)影響感應(yīng)電動勢大小的因素。（三）情感、態(tài)度、價值觀目標(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)生之間的團隊合作精神。2．讓學(xué)生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學(xué)生學(xué)習(xí)物理的情感。三、教學(xué)重點法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程以及對公式Ｅ＝理解。四、教學(xué)難點對Φ、ΔΦ、物理意義的理解。五、教學(xué)準(zhǔn)備準(zhǔn)備實驗儀器：電流計、、螺線管、、條形磁鐵、導(dǎo)線若干。（分組實驗，準(zhǔn)備8組器材）六、教學(xué)過程（一）引入新課實驗引入，磁鐵從繞有線權(quán)的pvc管子下落，觀察二級管是否發(fā)光，問為什么最下邊的發(fā)光，上邊的兩個不發(fā)光，設(shè)置懸念。激發(fā)學(xué)生的興趣。（二）講授新課＊

感應(yīng)電動勢電源能夠產(chǎn)生電動勢，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。學(xué)生思考討論：如下圖所示的實驗中，分別是哪部分相當(dāng)于電源？引導(dǎo)學(xué)生：電路斷開就相當(dāng)于接入一個阻值無窮大的電阻，電流為零，但是依然有電動勢。教師總結(jié)：可見，感應(yīng)電動勢才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象重要的是看感應(yīng)電動勢的有無。如圖所示電路，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)電動勢大小的因素。安排學(xué)生分組實驗（將學(xué)生分為8大組，做完實驗后由各組長上報實驗結(jié)果，然后由教師在提煉總結(jié)）。結(jié)論：感應(yīng)電動勢的大小，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)電動勢越大。學(xué)生思考討論：認(rèn)真分析實驗及其結(jié)論，找出共同的規(guī)律。讓學(xué)生自己分析實驗，總結(jié)結(jié)論共同規(guī)律：感應(yīng)電動勢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)時刻t1時穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時刻t2時穿過閉合電路的磁通量為Φ2，則在時間Δt＝t2－t1內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的變化快慢可以用單位時間內(nèi)磁通量的變化量來表示，也叫磁通量的變化率。（對于Φ、ΔΦ、和E，學(xué)生很難理解它們之間的關(guān)系的，教師可將Φ、ΔΦ、、E和υ、Δυ、、a類比起來，學(xué)生較容易接受。）＊

法拉第電磁感應(yīng)定律1．內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2．表達式：Ｅ∝寫成等式形式，乘上比例系數(shù)k即Ｅ＝k3．單位：E（V），Φ（Wb），t（s）上式中的常數(shù)k等于多少呢？請同學(xué)們證明1V＝1Wb／s，則k＝1（提示學(xué)生注意證明1V＝1Wb／s，實際上是證明V＝Wb／s，在證明的過程中注意導(dǎo)出單位是如何定義的，要把對應(yīng)的公式聯(lián)系起來，這個證明對學(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)閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同，那么整個線圈中的感應(yīng)電動勢又如何表示？n匝線圈可以看成是由n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此整個線圈中的感應(yīng)電動勢