2024-2025学年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律教案新人教版选修3-2

PAGE1-第四节法拉第电磁感应定律1.教学目标1．理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式。2．知道公式E＝Blv的推导过程。3．会用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)和E＝Blv解决问题。2.学情分析前面几节的内容是从感应电流的角度来相识电磁感应现象的。本节是从感应电流进一步深化到感应电动势来理解的，即探讨“确定感应电动势大小的因素”。教科书在这个问题的处理上并没有通过试验探究，而是以陈述事实的方式，引入法拉第电磁感应定律，即教科书用“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们相识到……感应电动势……成正比”的表述给出了电磁感应定律。教科书之所以这样处理，是力图通过这一物理规律的教学，充分体现人类相识事物的一种真实图景。也就是说，物理学中多数定律的得出，并不肯定是干脆归纳的结果，而是在分析了许多间接的试验事实后被“悟”出来的，并且定律的正确往往也是由它的推论的正确性来证明的。3.教学重点难点本节教学的重点和难点都是对法拉第电磁感应定律的理解与应用。4.教学过程导入新课：教学任务1：温故知新，通过问题和图片导入新课。师生活动：问题导入：【问题1】每日一题见课件。学生作答，其他学生补充。【问题2】对比两图，视察有何异同？引入新课：在电磁感应现象中，产生感应电流的那部分导体就相当于电源，其所在电路就是内电路，电源的电动势就是感应电动势。在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生改变，电路中就有感应电动势，有感应电动势是电磁感应现象的本质。因此探讨感应电动势比探讨感应电流更有意义。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关？这节课要探讨感应电动势的大小跟哪些因素有关的问题。推动新课教学任务2：探究感应电动势的大小跟哪些因素有关。问题导入：【问题1】上节课我们用试验探究的方法找到了感应电流方向的规律，这节课我们是否可以再用同样的器材来探究感应电动势的大小跟哪些因素有关？【问题2】怎样推断感应电动势的大小？假如不能干脆测量，可以用测量哪些量来代替电动势？【问题3】感应电流的方向跟磁通量的改变量有关，那么感应电动势的大小是否也跟磁通量的改变有关，用试验的方法怎样来探讨这个问题？学生活动：【学生分组试验探究】将条形磁铁插入线圈中。视察并探讨：【问题1】电流表指针发生偏转的缘由是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？分析：Φ改变产生E产生I；另外，由I＝eq\f(E,R＋r)可知，总电阻肯定时，E越大，I越大，指针偏转越大。【问题2】将条形磁铁从同一高度，插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同或不同？视察探讨并分析归纳，填入下表：从条件上看从结果上看相同磁通量的改变量ΔΦ相同都产生了感应电流I不同磁通量改变的快慢不同所产生的感应电流I的大小不同猜想：(1)从上述试验结果猜想感应电动势大小跟磁通量的改变量有关还是跟磁通量的改变快慢有关？(2)磁通量改变快慢可以用什么物理量来描述？沟通探讨：结论：感应电动势大小与磁通量改变快慢有关；磁通量改变快慢可以用磁通量改变率来描述。试验检验：重做上述演示试验，导体运动越快，即eq\f(ΔΦ,Δt)越大，感应电流越大，感应电动势越大。进一步猜想：感应电动势的大小与磁通量改变率有关，是什么关系？可能出现的观点：感应电动势的大小与磁通量改变率成正比。对学生观点赐予激励性评价。设计意图：以上一节课探究感应电流方向试验为基础，引导学生探究感应电动势的大小跟哪些因素有关，引导学生猜想感应电动势的大小可能与磁通量的改变有关，最终引导学生设计试验方案、进行试验、搜集有关信息、验证自己的假设和对假设进行修正。让学生在探究的过程中体验试验探究的方法、体会获得学问的乐趣，体会沟通探讨、共同学习获得的成就感。激发学生进一步探究未知领域学问的欲望。教学任务3：引入法拉第电磁感应定律。师生活动：问题引导：通过上述演示试验，我们猜想感应电动势的大小与磁通量的改变率成正比。那么猜想是否正确呢？陈述事实：在法拉第、纽曼(F.ENeumann.1798～1895)、韦伯(W.EWeber.1804～1891)等人工作的基础上，人们相识到：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的改变率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。假如时刻t1穿过闭合电路的磁通量为Φ1，时刻t2穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间Δt＝t2－t1内，磁通量的改变量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的改变率就是eq\f(ΔΦ,Δt)。表达式的推导过程：学生参加老师引导学生推导：依据单位运算的法则在国际单位制中推导1Wb/s＝1V。结论：比例系数k＝1事实陈述：假如闭合电路由n匝线圈串联组成，整个线圈总的感应电动势是单个线圈的n倍，即E＝neq\f(ΔΦ,Δt)。这里要说明，穿过每匝线圈的磁通量的改变率是相同的。结论：法拉第电磁感应定律的数学表达式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)留意：(1)ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)中的ΔΦ取肯定值，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)表示的是感应电动势的大小，不涉及方向。(2)ΔΦ等于Δt这段时间内，末时刻的磁通量Φ2与初时刻磁通量Φ1的差值，而与这段时间内磁通量是否匀称改变无关。所以，eq\f(ΔΦ,Δt)事实上表示Δt这段时间内磁通量的平均改变率，E是Δt这段时间内的平均感应电动势，只有Δt特殊小(Δt趋于0)时，才是瞬时值。当在Δt时间内，磁通量匀称改变，eq\f(ΔΦ,Δt)的瞬时值和平均值相等。教学任务4：导线切割磁感线时的感应电动势？问题引导：通过上述演示试验，我们猜想导线切割磁感线时的感应电动势的大小与切割速率成正比。那么猜想是否正确呢？引导学生推导：E=eq\f(ΔΦ,Δt)===BLveq\o(\s\up7(),\s\do5(设计说明))本节课学习的法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的重要规律之一，在学问上起到承上启下的作用，既是对电磁感应现象的进一步探讨，又是学习后面几节课的理论依据，对后续的学习具有重要的影响。在教学中，引领学生亲自实践参加发觉学问的过程，激起学生对所探讨问题的深厚爱好，是本节教学的根本动身点。引导学生主动思索，通过探究解决