人教版选修二 第二节法拉第电磁感应定律

第二章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律【教材分析】“法拉第电磁感应定律”是典型的物理规律课,是高中物理电磁学部分的核心内容,它揭示了电与磁之间的相互联系,是对电场和磁场之间关系的深入认识，在高中物理知识体系中,法拉第电磁感应定律既与电场、磁场、恒定电流有着密切的关系,又是后面学习交流电、电能的输送、电磁振荡和电磁波的基础,有着承上启下的作用，是教学重点。这堂课要求学生理解并掌握法拉第电磁感应定律,并通过实验探究法拉第电磁感应定律的建立过程，培养学生思考、探究与实践的能力。【学情分析】这部分知识较为抽象,以高中生已有的思维水平并不容易理解。学生具有一定的知识和技能基础,比如在高一学习加速度概念时就了解了“变化量”与“变化率”的区别,在“电磁感应”这章伊始就通过实验探究知道了产生感应电流的条件,同时学生通过多次实验观察也发现感应电流的大小是有所不同的,他们也产生了继续探究的强烈欲望。但是毕竟学生的抽象思维能力有限,还不能独立地将当前的现象与已有的知识建立起准确的联系,也难以从现象直接归纳概括得出规律,这就需要教师通过创设情境,激活学生思维,培养学生独立思考、科学探究以及分析和解决问题的能力,进而发展学生的高阶思维能力。【教学目标与核心素养】物理观念：知道感应电动势的定义。科学思维：通过实验理解并掌握法拉第电磁感应定律及数学表达式。科学探究：经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法。科学态度与责任：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。【教学重难点】1、教学重点：法拉第电磁感应定律的建立和应用2、教学难点：对磁通量，磁通量的变化量和磁通量变化率的理解【教学模式】教学模式主要包括三部分：课堂导入、课堂讲授以及课堂小结，具体由五个环节构成：【思维导图】【课前准备】多媒体课件、实验器材【教学过程】【思考引入】：让学生思考并回答以下问题问题1：什么叫电磁感应现象？学生回答：利用磁场产生电流的现象问题2：产生感应电流的条件是什么？学生回答：（1）闭合电路（2）磁通量变化问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。问题4：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。感应电流的大小跟哪些因素有关？【让学生分组讨论，进行大胆的猜想感应电流的大小跟这些因素有关】学生回答：1.磁场强弱2.运动速度3.线圈匝数4.磁场方向与导体运动方向5.磁通量大小6.磁通量的变化率（变化快慢）【教师总结】影响感应电动势大小的因素：线圈匝数、磁通量变化率【课件展示】：实验装置如图所示，线圈的两端与电压表相连。将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。分别使线圈距离上管口20cm、30cm、40cm和50cm,记录电压表的示数以及发生的现象。分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定性的结论。一、法拉第电磁感应定律：1.内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率ΔΦ/Δt成正比。当电动势单位为V,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，K的取值为1。当线圈为n匝时2.法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量的大小没有必然联系。(2)磁通量的变化率对应图线上某点切线的斜率。【思考与讨论】让学生思考并回答以下问题：问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗?【教师总结】：总结：磁通量的变化率（∆Ф/∆t）与∆Ф、Ф无直接关系(可以类比速度、速度的变化和加速度)理解:的意义（课件展示）应用法拉第电磁感应定律的两种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，，则(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则【课堂训练】通过以下例题让学生学会运用公式例题1：有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。例题2：穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()．A．0～2s B．2s～4sC．4s～5s D．5s～10s二、导体切割磁感线运动时的感应电动势1、导体垂直切磁感线动生电动势：由于导体运动而产生的电动势。2.导体斜切磁感线若v//B：E=0（无切割）L应指切割磁感线的有效长度公式中的L指的是切割磁感线的有效长度。在上图中E=BLv，L是圆弧切割磁感线的有效长度。【思考与讨论】当闭合回路中的导体切割磁感线运动时，电路中产生感应电动势，从而电路中有感应电流，在这种情况下，非静电力是怎么来的呢？它是如何将其它形式的能转化为电能的?【教师总结】一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，通过上面的分析可以看到，这时的非静电力与洛伦兹力有关。由于导体棒运动产生感应电动势，电路中有电流通过，导体棒在运动过程中会受到安培力的作用。可以判断，安培力的方向与推动导体棒运动的力的方向是相反的。这时即使导体棒做匀速运动，推力也做功。如果没有推力的作用，导体棒将克服安培力做功而消耗本身的机械能。【课堂小结】教师总结本节课学习的主要内容【课堂练习】1、关于电磁感应，下述说法中正确的是(D)A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：(ABD)A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V【板书设计】【教学反思】本节课作为一节理论探究课，内容比较抽象，学生在学习本节知识时有一定的难度。如何化繁为简，化抽象为具体，是本节课的难点之一。在教学中，我通过实验探究，引导学生通过定量探究的方式进行理论知识的推导，通过控制变量法、转化法、类比法等