电磁感应定律

法拉第电磁感应定律教学设计(1)教学分析前面几节的内容是从感应电流的角度来理解电磁感应。本节进一步理解从感应电流到感应电动势，即研究“决定感应电动势大小的因素”。教科书没有通过实验探索这个问题，而是通过陈述事实介绍了法拉第电磁感应定律，即教科书给出了电磁感应定律的表述“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到.感应电动势.是成比例的”。教科书之所以被这样对待，是为了通过物理定律的教学，充分反映人类对事物理解的真实情况。换句话说，物理学中的大多数定律不一定是直接归纳的结果，而是在分析了许多间接的实验事实之后“认识到”的，并且定律的正确性常常被其推论的正确性所验证。教学目标1.知道什么是感应电动势。2.知道磁通量的变化率是一个物理量，表示磁通量变化有多快，并能区分、和。3.了解法拉第电磁感应定律及其数学表达式。4.了解公式e=blvsin的推导过程。5.这个问题将通过e=n和e=blvsin来解决。6.感知从不同的物理现象中抽象出个性和共性问题的方法，训练学生分析不同的事物，找出共性和个性的辩证关系。教学的重点和难点本节重点介绍法拉第电磁感应定律，难点在于了解磁通量的变化和磁通量的变化率。法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的两个重要定律之一，也是研究电磁感应如自感、涡流、电磁阻尼、交流电等实际应用的理论保证。教学方法和手段基于感应电动势的概念，引导学生探究与感应电动势大小相关的因素，并得出感应电动势大小的一般表达式。利用法拉第电磁感应定律分析了“导体切割磁感应线时的感应电动势”和“反电动势”两种特殊情况。以合作学习为主，鼓励学生讨论感应电动势的概念和法拉第电磁感应定律，并分析电磁感应的两种特殊情况。教学媒体初级和次级线圈，灵敏电流计，条形磁铁，几根电线。多媒体课件，真实投影仪。知识准备复习产生电流的条件，电动势的概念，闭合电路的欧姆定律，产生感应电流的条件，伦茨定律。导入新课事件1教学任务：从过去中学习，引入新的课程。师生活动：问题介绍：问题1产生电流的条件是什么？学生回忆并说出他们对当前所学的知识，其他学生补充。问题2在电磁感应现象中，如果闭路中有电流，应该有电动势吗？结合实例的对比分析：问题3什么因素决定闭路电流？研究感应电动势和感应电流哪个更有意义？演示闭合和断开闭环时的电路电流和端电压。学生观察、讨论并回答上述问题。新课介绍：在电磁感应现象中，导体产生感应电流的部分相当于电源，其电路是内部电路，电源的电动势就是感应电动势。在电磁感应现象中，无论电路是否闭合，只要通过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势，这就是电磁感应现象的本质。因此，研究感应电动势比研究感应电流更有意义。感应电动势的大小涉及哪些因素？在这节课中，我们将研究与感应电动势大小有关的因素问题2如何判断感应电动势的大小？如果不能直接测量，可以测量哪些量来代替电动势？问题3感应电流的方向与磁通量的变化有关，那么感应电动势的大小也与磁通量的变化有关吗？如何通过实验来研究这个问题？学生活动：学生小组实验探究将条形磁铁插入线圈。观察并讨论：问题1电流表指针偏转的原因是什么？电流表指针的偏转和感应电动势的大小有什么关系？分析：变化产生E和I；另外，从I=可以看出，当总电阻不变时，E越大，I越大，指针的偏转越大。问题2从相同高度将条形磁铁插入线圈。快速插入和慢速插入有什么相同或不同之处？观察、讨论、分析和总结，并填写下表：从条件和结果来看，相同磁通量的相同变化量导致对不同磁通量变化引起的感应电流I大小的不同推测：(1)从上述实验结果来看，感应电动势的大小与磁通量的变化量或磁通量的变化速度有关？(2)什么物理量可以用来描述磁通量的变化速度？交流和讨论：结论：感应电动势的大小与磁通量的变化速度有关。磁通量的变化速度可以用磁通量的变化率来描述。实验验证：重复上述演示实验，导体移动越快，即感应电流越大，感应电动势越大。进一步推测：感应电动势的大小和磁通量的变化率之间有什么关系？可能的观点：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。对学生的观点给予鼓励性的评价。设计意图：在前一课探究感应电流方向的实验基础上，引导学生探究哪些因素与感应电动势的大小有关，引导学生猜测感应电动势的大小可能与磁通量的变化有关，最后引导学生设计实验方案，进行实验，收集相关信息，验证自己的假设和正确的假设。让学生在探究过程中体验实验探究的方法、获取知识的乐趣、交流讨论的成就感和共同学习的成就感。激发学生进一步探索未知领域知识的欲望。事件3教学任务：介绍法拉第电磁感应定律。师生活动：问题指导：通过以上演示实验，我们猜测感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。那么这个猜想是正确的吗？陈述事实：根据法拉第、纽曼(17981895)、韦伯(18041891 1891)等人的工作，人们认识到电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比，这就是电磁感应的法拉第定律。如果在时间t1通过闭合回路的磁通量是 1，并且在时间t2通过闭合回路的磁通量是 2，则磁通量在时间t=T2-t1的变化量是=2-1，并且磁通量的变化率是。表达的推导过程：学生参与教师的指导学生推导：根据单位运算的原理，推导出国际单位制中的1WB/S=1V。结论：比例系数k=1事实陈述：如果闭合电路由n匝串联线圈组成，则整个线圈的总感应电动势是单个线圈的n倍，即e=n。这里应该注意，通过线圈每匝的磁通量变化率是相同的。结论：法拉第电磁感应定律的数学表达式：e=n注：(1)和取绝对值，e=n代表感应电动势的大小，不涉及方向。(2)在等于t的周期内，最后一次的磁通量 2和f处的磁通量 1之差1.由均匀金属丝制成的正方形金属丝框架的每一侧的长度为0.2米。正方形的一半被放置在垂直于纸表面并指向内的均匀磁场中。如图A所示，当磁场以每秒10 T的变化率增加时，线框中的点A和点B之间的电势差为()A.Uab=0.1伏，Uab=-0.1伏C.Uab=0.2伏直流电，Uab=-0.2伏讨论和交流：线框中导体的哪一部分相当于电源？如何绘制等效电路图？电路中a点和b点之间的电位差是多少？分析与解决方法：问题中，方形线框左半部的磁通量发生变化，产生感应电动势，从而在线框中产生感应电流。将线框的左半部分视为具有电动势E和内阻r/2的电源。画一个如图B所示的等效电路。那么点A和点B之间的电位差就是电源的端电压。设L为边长，根据问题的含义，知道B/T=10t/se=bs/t=bl 2/2t=100.04/2=0.2(v)从e=/t因此uab=ir=0.1 (v)从伦茨定律判断，点A的电势低于点B的电势，所以UAB=-0.1 V，也就是说，选项B是正确的。总结和改进：要解决这些问题，最好画一个等效电路图进行分析和解决。事件4教学任务：区分、和。师生活动：讨论与交流：如何区分上述三个物理量？这三个物理量之间的关系与我们之前研究的相似。试着通过类比来区分这三个物理量。学生将分组讨论上述问题，并分组报告他们的结论。结论：磁通量是状态量，反映在某一时刻通过回路的磁通量的大小。是通过回路的磁通量的变化，它是一个过程量，反映了在一定时间内通过回路的磁通量的变化。是通过线圈的磁通量的变化率，其值与和时间t有关，t是 t图像上某一点的切线斜率。因此，如果大，不一定大；很大，但不一定很大。这三者之间没有直接的数量关系。它们是三种不同的物理量，不能混淆。、与三者之间的关系可以用V、V与三者之间的关系来类比。设计意图：根据学生现有的知识，通过合作和讨论，用类比法巩固所学知识。努力解决学生自学能解决的问题。课堂培训1.法拉第电磁感应定律可以表述如下：闭合电路中感应电动势的大小()A.与通过闭合回路的磁通量成正比它与通过这个闭合电路的磁感应成正比。它与通过这个闭合回路的磁通量的变化率成正比它与通过闭合回路的磁通量的变化成正比。答：c注意：理解并记住法拉第电磁感应定律。2.将磁铁缓慢快速地插入闭合线圈的相同位置。在这两个过程中不变的物理量是()A.磁通量变化率b .感应电流的大小C.机械功耗d .通量变化E.流经导体