人教版(新教材)高中物理選擇性必修2教學(xué)設(shè)計(jì)1：2 2 法拉第電磁感應(yīng)定律教案

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE1第二章電磁感應(yīng)第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律教材分析法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。從知識(shí)發(fā)展來(lái)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)。教學(xué)目標(biāo)1．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念。2．理解法拉第電磁感應(yīng)定律，并能夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。3．能夠運(yùn)用E＝Blv或E＝Blvsinθ計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4．掌握磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別。教學(xué)重難點(diǎn)1．教學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和應(yīng)用2．教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)磁通量，磁通量的變化量和磁通量變化率的理解教學(xué)過(guò)程一、新課引入思考：讓學(xué)生思考并回答以下問(wèn)題問(wèn)題1：什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象？學(xué)生回答：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象問(wèn)題2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？學(xué)生回答：（1）閉合電路（2）磁通量變化問(wèn)題3：試從本質(zhì)上比較甲、乙兩電路的異同既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電動(dòng)勢(shì)。問(wèn)題4：穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)？讓學(xué)生分組討論，進(jìn)行大膽的猜想感應(yīng)電流的大小跟這些因素有關(guān)學(xué)生回答：1．磁場(chǎng)強(qiáng)弱2．運(yùn)動(dòng)速度3．線圈匝數(shù)4．磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向5．磁通量大小6．磁通量的變化率課件展示：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強(qiáng)磁體從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，穿過(guò)線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm，記錄電壓表的示數(shù)以及發(fā)生的現(xiàn)象。

分別改變線圈的匝數(shù)、磁體的強(qiáng)度，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，得出定性的結(jié)論。一、電磁感應(yīng)定律：1.內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率ΔΦ/Δt成正比。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)單位為V，磁通量單位為Wb，時(shí)間單位為s時(shí)，k的取值為1.當(dāng)線圈為n匝時(shí)2.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由線圈的匝數(shù)和穿過(guò)線圈的磁通量的變化率共同決定，而與磁通量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒(méi)有必然聯(lián)系(2)磁通量的變化率對(duì)應(yīng)Φ-t圖線上某點(diǎn)切線的斜率．思考與討論讓學(xué)生思考并回答以下問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：磁通量大，磁通量變化一定大嗎?問(wèn)題2：磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎?教師總結(jié)：磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化無(wú)直接關(guān)系:磁通量大(小，零)，磁通量的變化率不一定大(小，零)；磁通量的變化大(小)，磁通量的變化率不一定大(小).(可以類比速度、速度的變化和加速度.)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS，則E=nΔBΔ(2)磁通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S，則(3)磁通量的變化是由面積和磁場(chǎng)變化共同引起時(shí)，則根據(jù)定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初通過(guò)以下例題讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用公式例題1：有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過(guò)它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。例題2：一個(gè)100匝的線圈，在0.5s內(nèi)穿過(guò)它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

二、導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1、導(dǎo)體垂直切磁感線動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。2.導(dǎo)體斜切磁感線（θ為v與B夾角）若v//B：E=0（無(wú)切割）L應(yīng)指切割磁感線的有效長(zhǎng)度公式BLv中的L指的是切割磁感線的有效長(zhǎng)度。在上圖中E=BLv，L是圓弧切割磁感線的有效長(zhǎng)度。練1：如圖所示，MN、PQ為兩條平行放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為l，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過(guò)金屬棒中的電流為()A.I=BlvR B.I=3Blv2RC.I=Blv〖解析〗B與l、B與v是相互垂直的，但l與v不垂直，故l垂直于v的長(zhǎng)度lsinθ即為有效切割長(zhǎng)度，所以E=Blvsin60°=32Blv，由歐姆定律I=ER得I=3Blv2練2：如圖，一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架，寬度L=1.50m，接有電阻R=0.20Ω，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和框架平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T，方向如圖.今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻均不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(2)回路上感應(yīng)電流的大小〖解析〗(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv=0.4×1.5×4=2.4V(2)感應(yīng)電流大小為：3.導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒OA以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

思考與討論如圖導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。自由電荷受洛倫茲力，自由電荷相當(dāng)于紙面向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？（認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷是正電荷）導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否總會(huì)沿著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)？為什么？導(dǎo)體棒哪段的電勢(shì)比較高？一段導(dǎo)線在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，通過(guò)上面的分析可以看到，這時(shí)的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路中有電流通過(guò)，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到安培力的作用?？梢耘袛?，安培力的方向與推動(dòng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的力的方向是相反的。這時(shí)即使導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，推力也做功。如果沒(méi)有推力的作用，導(dǎo)體棒將克服安培力做功而消耗本身的機(jī)械能教學(xué)反思本節(jié)課作為一節(jié)理論探究課，比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)時(shí)有一定的難度。所以如何化繁為簡(jiǎn)，化抽象為具體，為本節(jié)課面對(duì)的難點(diǎn)之一，為此我通過(guò)把知識(shí)的理論推導(dǎo)過(guò)程通過(guò)定量探究的方式，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)控制變量法、轉(zhuǎn)化法、類比法等科學(xué)方法，讓學(xué)生在