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《法拉第电磁感应定律》教学设计

2017-09-13 11:01:07
《法拉第电磁感应定律》教学设计

一、教学目标

【知识与技能】

知道感应电动势的含义,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。

【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;

【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,培养学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法。

二、教学重难点

【重点】

法拉第电磁感应定律的建立和理解。

【难点】

1. 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别;

理解1. 是普遍意义的公式,而E=BLν是特殊情况下导线在切割磁感线情况下的计算公式。

三、教学过程

环节一:新课导入

向学生展示图<1>、图<2>,并设问:图中电键S均闭合,电路中是否都有电流?为什么

演示实验:对照图<1>安培表指针偏转;对照图<2>电流计指针不动,但当条形磁铁位置变动时,电流计指针偏转,表明回路中有电流。启发学生回答:图<1>中产生的电流是由电源提供的,图<2>中产生的是感应电流。

环节二:新课讲授

<一>影响感应电动势大小的因素及感生电动势

情景:刚才的实验中,磁铁插入过程中,大家相互讨论一下,每个小组实验中产生的感应电流大小相等吗?电流大小由什么决定?(引导学生思考直流电路中,电阻一定时,电流大小由电动势决定)引出感应电动势的概念。

提出问题:影响感应电动势大小的因素有哪些?

猜想假设:学生根据前面所学的知识初步做出猜想,可能与与磁通量、磁通量的变化的多少、磁通量变化的快慢有关。

设计实验:有多个变量存在时,需控制变量,设计实验表格:

进行实验:

实验1:将1根磁铁插入线圈后不动,停止一会发现指针回到0刻线位置。

该实验与没有磁铁插入时做对比

结论:感应电动势的大小与回路中有没有磁通量无关。

实验2、3:将1根、2根磁铁以相同的速度插入、拔出线圈,发现指针偏转角度不同。

结论:控制插入拔出速度不变时,磁通量的变化量越大感应电动势越大。

实验3、4:将2根磁铁以不同的速度插入、拔出线圈,发现指针偏转角度不同。

结论:磁通量的变化量相同时,所用时间越短,速度越快的指针偏转越大。

通过以上三组对比实验可知:当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大,即磁通量的变化率越快时,线圈中产生的感应电动势就越大。

分析论证:

学生交流总结:感应电动势与磁通量的变化率,即磁通量变化的快慢有关。猜想得以验证。

教师总结法拉第电磁感应定律内容: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。

表达式:

向学生强调公式中的n是线圈的匝数,ΔΦ是磁通量的变化量,Δt是穿过闭合线圈的时间。

<二>动生电动势

提问:如图<4>所示,把矩形单匝线圈abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面和磁感线垂直。设线圈可动部ab的长度为L,以速度ν向右匀速平动,则线框中产生的感应电动势为多少?

启发学生推导:导体ab向右运动时,ab棒切割磁感线,同时穿过abcd面的磁通量增加,线框中必然要产生感应电动势。设经过极短的时间Δt,导体ab运动的距离为νΔt,穿过线框abcd的磁通量的变化量为BLνΔt,代入公式:中,得到E=BLν.

环节三:巩固练习

通过一道习题进行巩固:一个匝数为100、面积为10cm²的线圈垂直放置在磁场中,在1s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。

环节四:小结作业

试归纳拉第电磁感应定律的计算公式和推导公式E=BLν的不同之处?

四、板书设计


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