《第2节感应电动势与电磁感应定律》教学设计(陕西省县级优课)-物理教案

《感应电动势与电磁感应定律》教学设计南郑县高台中学叶丽萍教材分析：本节内容是电磁学的核心内容，从知识的发展来看，既与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交变电流、电磁振荡和电磁波的重要基础。从能力的发展来看，既在与力，热知识的综合应用中培养综合分析能力，又全面体现能量守恒的观点。因此，本节既是教学的重点，又是教学的难点。教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E＝nΔφ/Δt的建立过程、物理意义及应用。引导学生明确公式E＝BLv是法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式。学情分析：本节知识比较抽象，而学生在高中阶段的抽象思维能力还未达到足够的高度。所以，在这节课的教学中应注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，化难为易、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律。力求通过明显的实验现象使学生主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。教学目标：1知识与技能感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。理解导体垂直切割磁感线时感应电动势的数学表达式及其与一般表达式之间的区别会用电磁感应定律解决有关问题2过程与方法通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系，培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力。通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步定量揭示电与磁的关系，培养学生的类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。使学生明确电磁感应现象中的电路，通过对公式E＝nΔφ/Δt的理解，引导学生推到出E＝BLv，并学会初步的应用，提高推理能力和综合分析能力。3.情感、态度与价值观通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程，使学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法教学重难点：法拉第电磁感应定律的建立和理解。磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。公式E＝nΔφ/Δt和E＝BLv的理解和应用。教学准备多匝矩形线圈、条形磁铁、蹄形磁铁、灵敏电流计、螺线管、导线、多媒体课件等教学过程：引入新课（知识回顾）问题1：据前面所学，电路中存在持续电流的条件是什么？（1）闭合电路（2）有电源问题2：什么叫电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？（1）利用磁场产生电流的现象（2）产生感应电流的条件是：闭合电路的磁通量发生变化思考讨论：相同点：两电路都是闭合的，有电流不同点：甲中有电池（电源）乙中有螺线管（相当于电源）新课教学（一）感应电动势（自主学习）阅读课本P9的内容,总结感应电动势的知识1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势2、产生感应电动势的那部分导体就相当于电源（提出问题）感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？（实验探究）影响感应电动势大小的因素是什么？（猜想或假设）磁通量的变化量△φ，完成磁通量变化所用的时间△t即：磁通量变化的快慢（磁通量的变化率△φ/△t）（设计实验）引导学生提出实验方案？（进行实验）实验次数磁铁数ΔΦ运动快慢Δt指针偏转数E1一根慢2一根快3二根快（分析论证）引导学生一起分析实验现象，得出结论（实验结论）感应电动势的大小跟磁通量的变化量ΔΦ和所用时间Δt都有关，磁通量变化越快，感应电动势越大（类比分析）类比速度和加速度，了解磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率△φ/△t表示，且磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大法拉第电磁感应定律（课件展示）利用多媒体课件展示电磁感应定律1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。2.公式：E＝nΔφ/Δt3.公式说明:公式中ΔΦ应取绝对值，不涉及正负，感应电动势的方向由楞次定律判断。(2)用此公式求得的是在时间Δt内的平均感应电动势。(3)此公式是法拉第电磁感应定律的一般表达式，其它各种情形都可从此公式推导得出（4）设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个线圈串联而成，因此感应电动势变为E＝nΔφ/Δt(三）知识应用---导线切割磁感线时产生的感应电动势如图所示，把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度是Ｌ，以速度υ向右匀速运动，产生的感应电动势怎么表示？（引导学生推导）提出问题：（1）线框中的哪一部分是电源？（2）若不存在线框的固定部分，只有棒的上述运动，电源还存在吗？(1)ab棒(2)存在拓展1：若导体棒的速度方向与磁场方向平行，棒中的感应电动势多少？0拓展2：若B、L、v中只有两者相互垂直，v与B有一夹角θ，导体棒中感应电动势的大小是多大？E＝BLvsinθ说明：(1)公式E＝BLv中各量的单位分别是B-T、L-m、v-m/s(2)适用条件：B、L、V三者两两垂直，V为有效切割速度;若V与B不垂直，则E＝BLvsinθ(3)若V为平均速度，则求得的是平均感应电动势；若V为瞬时速度，则可求瞬时感应电动势。（四）课堂练习：（学生练习题在学案上，学生先练，教师针对问题讲评）1.下列说法正确的是()A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大2.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒钟增大2VB.线圈中的感应电动势每秒钟减小2VC.线圈中的感应电动势始终为2VD.线圈中不产生感应电动势3.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()4.一根直导线长0.1m,在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势()A.一定为0.1V B.可能为零C.可能为0.1V D.最大值为0.1V5.一个200匝、面积为20cm2的线圈放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是（）Wb;磁通量的平均变化率是（）Wb/s;线圈中的感应电动势的大小是（）V.

6.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T.一个匝数n=50的矩形线圈边长ab=0.2m,bc=0.1m,以角速度ω=314rad/s绕ab边匀速转动.求:(1)图示位置时的瞬时感应电动势;(2)由图示位置转过90°这段时间内的平均感应电动势.三、课堂小结：引导学生对本节课的学习进行总结：1.什么叫感应电动势？2.计算感应电动势大小的方法（1）穿过电路的磁通量变化时，E＝nΔφ/Δt（2）导体做切割磁感线运动时，E＝BLvsinθ（3）感应电流的大小由感应电动势的大小和电路的总电阻决定，符合欧姆定律四、布置作业教材P14第1-6题五、教学反思：1.鉴于学生对法拉第电磁感应的深刻理解和熟练掌握有一定难度，在教学中必须循序渐进地让学生得到巩固、加深和提高。本节课侧重在新课教学中如何在新情境中应用旧知识引导学生形成新概念和获得新知识，并尽量