《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 8.4 電磁感應

8.4電磁感應教學目標：１．通過了解電磁感應現(xiàn)象和電磁感應定律，形成電與磁的相互作用觀念，逐步建立電與磁相互統(tǒng)一的認識；能夠靈活運用法拉第電磁感應定律計算和解決相關問題；能用電磁感應有關內(nèi)容說明電磁技術(shù)的一些應用；具有與電磁場相關的初步的物質(zhì)觀念、相互作用觀念和能量觀念。２．理解既然電能夠產(chǎn)生磁，反過來，磁也應該能夠產(chǎn)生電的對稱思想；體會科學家們從對稱性的角度探究“磁生電”的問題；知道E=?Φ?t聯(lián)系，感悟事物的共性與個性之間的關系，體會辯證唯物主義的方法和觀點。３．通過“探究感應電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關”實驗，了解感應電動勢的含義及來源，并能根據(jù)實驗現(xiàn)象形成結(jié)論；能主動與他人交流實驗過程與結(jié)果。４．了解法拉第在經(jīng)歷不斷的失敗后終于發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象的經(jīng)歷，體會科學精神的實質(zhì)；體會電磁技術(shù)應用對人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。教學重點：感應電流與磁通量變化的關系；法拉第電磁感應定律；楞次定律；右手定則。教學難點：法拉第電磁感應定律的應用（動生電動勢的計算方法）；能量守恒角度理解楞次定律。教學方法：講授法、實驗探究法、討論法教學準備：實驗器材：U型磁鐵、條形磁鐵、導體棒、螺線管、滑動變阻器、電流表、開關、導線、電源等多媒體材料：PPT課件教學過程：新課導入情境創(chuàng)設：法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電機，轉(zhuǎn)動搖柄就可以發(fā)電，讓學生嘗試分析其工作原理。新課講解概念引入：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應后，由于對稱性可以提出新的問題：既然電流周圍存在磁場，那么磁場能不能使導線中產(chǎn)生電流呢？教師展示法拉第線圈圖片或視頻，講解他是如何研究“磁生電”現(xiàn)象的。教師演示導體切割磁力線運動的實驗：介紹磁通量的概念，并進一步提出問題：閉合回路中感應電流的產(chǎn)生是否和磁通量的變化有關呢?學生活動：實驗：探究感應電流的產(chǎn)生是否與磁通量變化有關？實驗設計：學生分組實驗，觀察實驗現(xiàn)象，嘗試歸納出感應電流產(chǎn)生與磁通量變化的關系。實驗操作：學生根據(jù)課本圖搭建實驗裝置，實驗中考察(1)開關閉合的瞬間;(2)開關斷開的瞬間;(3)閉合開關后移動滑動變阻器的滑片;(4)閉合開關后保持滑動變阻器的滑片不動，這四種情況下回路中是否有電流產(chǎn)生。學生交流結(jié)果并嘗試歸納結(jié)論：只要閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就會產(chǎn)生電流。5、對感應電流的定量分析：法拉第電磁感應定律（1）感應電動勢的定義：在電磁感應現(xiàn)象中既然存在感應電流,那么電路中一定存在電動勢,我們把電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢稱為感應電動勢。（2）疑問：在“探究感應電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關”的活動中,螺線管B就相當于電源。如果我們知道感應電動勢的大小,就能根據(jù)閉合電路歐姆定律計算出感應電流的大小。那么感應電動勢的大小與哪些因素有關呢?精確的實驗表明:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應定律。（4）教師給出物理量，帶領學生進行推導，得出感應電動勢的計算方法：E=n6、例題鞏固情境創(chuàng)設：磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,指針也固定在鋁框上,假定儀表工作時指針向右轉(zhuǎn)動,鋁框轉(zhuǎn)動時線圈中會產(chǎn)生感應電流。例題：如圖所示,假設鋁框的邊長分別為a和b(b足夠長),匝數(shù)為n,電阻為R,鋁框的長邊與x軸平行,鋁框以初速度v0水平地從磁場外進入磁感應強度為B的勻強磁場中,運動過程中速度保持不變,求鋁框中感應電流的大小。步驟1：引導學生運用剛剛所學公式求解；步驟2：分析得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：感應電動勢的大小與邊長為a的導線部分有關,而與邊長為b的導線部分無關，提出疑問。步驟3：發(fā)現(xiàn)是因為邊長為a的導線在做切割磁力線的運動,而邊長為b的導線不做切割磁力線的運動。7、導線切割磁力線時的感應電動勢（動生電動勢的計算方法）根據(jù)上述例題的思考與疑問可以提出拓展問題：如何計算導體切割磁力線運動而產(chǎn)生的感應電動勢？根據(jù)原始公式推導動生電動勢的表達式：假設鋁框切割磁力線的長度為L,切割速度為v,在時間Δt內(nèi),鋁框面積的變化量為ΔS=LvΔt,穿過鋁框的磁通量的變化量為ΔΦ=BΔS=BLvΔt,因此感應電動勢E=?Φ?t=BLv,與我們上面的計算結(jié)果相符。所以,當鋁框在勻強磁場8、楞次定律（1）問題導入：當條形磁鐵來回插入或拔出螺線管時,我們會看到電流計的指針時而左偏,時而右偏,這說明感應電流的方向發(fā)生了變化。那么,感應電流的方向與哪些因素有關呢?（2）學生分組實驗探究：探究影響感應電流方向的因素學生根據(jù)課本實驗要求記錄四種情況中感應電流的方向，并嘗試歸納其中磁鐵運動方向與感應電流方向的關系。（3）教師總結(jié)楞次定律：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。如何從能量守恒角度理解楞次定律？（4）判斷回路中感應電流方向的方法：右手定則伸出右手,使拇指與其他四指垂直并且在同一平面內(nèi),將右手放入磁場中,讓磁力線垂直穿過掌心,并使拇指指向?qū)w運動的方向,則四指所指的方向就是感應電流的方向。課堂小結(jié)知識梳理：總結(jié)課上所提出的新的概念：法拉第電磁