《法拉第電磁感應定律》教學設計

《法拉第電磁感應定律》教學設計

一、教學目標

【知識與技能】

知道感應電動勢的含義，能區分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率;理解法拉第電磁感應定律的內容和表達式，會用法拉第電磁感應定律解答有關問題。

【過程與方法】

通過演示實驗，定性分析感應電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關係。培養學生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力;

【情感態度與價值觀】

通過介紹法拉第電磁感應定律的建立過程，培養學生形成正確的科學態度、養成科學的研究方法。

二、教學重難點

【重點】

法拉第電磁感應定律的建立和理解。

【難點】

1. 磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區別;

理解1. 是普遍意義的公式，而E=BLν是特殊情況下導線在切割磁感線情況下的計算公式。

三、教學過程

環節一：新課導入

向學生展示圖<1>、圖<2>，並設問：圖中電鍵S均閉合，電路中是否都有電流?為什麼

演示實驗：對照圖<1>安培表指針偏轉;對照圖<2>電流計指針不動，但當條形磁鐵位置變動時，電流計指針偏轉，表明迴路中有電流。啟發學生回答：圖<1>中產生的電流是由電源提供的，圖<2>中產生的是感應電流。

環節二：新課講授

<一>影響感應電動勢大小的因素及感生電動勢

情景：剛才的實驗中，磁鐵插入過程中，大家相互討論一下，每個小組實驗中產生的感應電流大小相等嗎?電流大小由什麼決定?(引導學生思考直流電路中，電阻一定時，電流大小由電動勢決定)引出感應電動勢的概念。

提出問題：影響感應電動勢大小的因素有哪些?

猜想假設：學生根據前面所學的知識初步做出猜想，可能與與磁通量、磁通量的變化的多少、磁通量變化的快慢有關。

設計實驗：有多個變量存在時，需控制變量，設計實驗表格：

進行實驗：

實驗1：將1根磁鐵插入線圈後不動，停止一會發現指針回到0刻線位置。

該實驗與沒有磁鐵插入時做對比

結論：感應電動勢的大小與迴路中有沒有磁通量無關。

實驗2、3：將1根、2根磁鐵以相同的速度插入、拔出線圈，發現指針偏轉角度不同。

結論：控制插入拔出速度不變時，磁通量的變化量越大感應電動勢越大。

實驗3、4：將2根磁鐵以不同的速度插入、拔出線圈，發現指針偏轉角度不同。

結論：磁通量的變化量相同時，所用時間越短，速度越快的指針偏轉越大。

通過以上三組對比實驗可知：當穿過線圈的磁通量變化量與時間之比越大，即磁通量的變化率越快時，線圈中產生的感應電動勢就越大。

分析論證：

學生交流總結：感應電動勢與磁通量的變化率，即磁通量變化的快慢有關。猜想得以驗證。

教師總結法拉第電磁感應定律內容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

表達式：

向學生強調公式中的n是線圈的匝數，ΔΦ是磁通量的變化量，Δt是穿過閉合線圈的時間。

<二>動生電動勢

提問：如圖<4>所示，把矩形單匝線圈abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場中，線框平面和磁感線垂直。設線圈可動部ab的長度為L，以速度ν向右勻速平動，則線框中產生的感應電動勢為多少?

啟發學生推導：導體ab向右運動時，ab棒切割磁感線，同時穿過abcd面的磁通量增加，線框中必然要產生感應電動勢。設經過極短的時間Δt，導體ab運動的距離為νΔt，穿過線框abcd的磁通量的變化量為BLνΔt，代入公式：中，得到E=BLν.

環節三：鞏固練習

通過一道習題進行鞏固：一個匝數為100、面積為10cm²的線圈垂直放置在磁場中，在1s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。

環節四：小結作業

試歸納拉第電磁感應定律的計算公式和推導公式E=BLν的不同之處?

四、板書設計

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