《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計(jì)范文
【教學(xué)目的】
1．理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的存在；
2．通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析、概括與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小有關(guān)的因素，從而掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，并使學(xué)生體會(huì)在發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律中物理實(shí)驗(yàn)的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力；
3．通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)從一般到特殊、從特殊到一般的推理方法。
【教學(xué)重點(diǎn)】
法拉第電磁感應(yīng)定律
【教學(xué)難點(diǎn)】
法拉第電磁感應(yīng)定律
【教學(xué)器材】
演示用：大型示教萬(wàn)用電表；原副線圈；學(xué)生電源開(kāi)關(guān)；滑動(dòng)變阻器；
學(xué)生用：靈敏電流計(jì)；線圈；條形磁鐵。
【教學(xué)過(guò)程】
一、學(xué)生思考回答，引入課題
1．下圖所示兩種情況中，線圈中是否有感應(yīng)電流？
2．根據(jù)穩(wěn)恒電路知識(shí)──導(dǎo)體中要有電流，導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差，閉合回路中若有電流，必存在電源，思考：（A）圖中有電流產(chǎn)生，但看不到明顯的電源存在，你怎樣認(rèn)為？讓學(xué)生充分地發(fā)表看法，可能有的學(xué)生認(rèn)為一定存在電源，有的則認(rèn)為不存在電源，因?yàn)榭床坏诫姵亍W(xué)生電源。要引導(dǎo)學(xué)生從電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置分析（A）圖中ab棒在切割磁感線的過(guò)程中即實(shí)現(xiàn)了這一轉(zhuǎn)化功能，充當(dāng)了回路中的電源。
3．（A）圖中電路若在某處斷開(kāi)，與（B）圖表現(xiàn)相同，但原因一樣嗎？不同。無(wú)論（A）圖中電路是否斷開(kāi)，電源總是存在的。因此，有必要先來(lái)研究電源，而電動(dòng)勢(shì)是描述電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量。今天，我們就來(lái)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)及其滿(mǎn)足的特殊規(guī)律，即法拉第電磁感應(yīng)定律。
二、法拉第電磁感應(yīng)定律
（一）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)（板書(shū)）
1．學(xué)生體會(huì)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比感應(yīng)電流更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)特征。
2．進(jìn)一步提出問(wèn)題并分析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)？
3．學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：如果要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)？如果給定條形磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)三種儀器，你怎樣來(lái)完成實(shí)驗(yàn)？讓學(xué)生充分活動(dòng)，活動(dòng)中遇到困難時(shí)，教師應(yīng)給予以下提示性的問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中誰(shuí)充當(dāng)電源？
（2）靈敏電流計(jì)的示數(shù)如何反映電動(dòng)勢(shì)的大小？
（3）如何做會(huì)改變電動(dòng)勢(shì)的大小？
（4）你怎樣表達(dá)電動(dòng)勢(shì)的大小？
4．得出結(jié)論：插入快慢不同，單位時(shí)間磁通量變化量不同，即磁通量變化率不同，電動(dòng)勢(shì)的大小不同。
5．演示實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證結(jié)論：
（1）演示實(shí)驗(yàn)：如何改變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生分析，每小組兩人，一學(xué)生分析另一學(xué)生演示。
（2）驗(yàn)證結(jié)論：副線圈插入、拔出的快慢，滑動(dòng)頭移動(dòng)快慢不同，都使磁通量變化快慢不同，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小不同。磁通量變化快慢類(lèi)比于速度變化快慢，用Δφ/Δt表示，電動(dòng)勢(shì)大小與Δφ/Δt有關(guān)。
法拉第利用實(shí)驗(yàn)，精確得出──
（二）法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的.磁通量的變化率成正比
即：E∝Δφ/Δt（板書(shū)）
E＝Δφ/Δt（板書(shū)）
若E、Δφ、Δt均取國(guó)際單位，上式中＝1（板書(shū)）
由此得出：（板書(shū)）E＝Δφ/Δt
若閉合電路有n匝線圈，則E＝nΔφ/Δt（板書(shū)）
學(xué)生練習(xí)：
把矩形線框abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線框平面跟磁感線垂直。線框可動(dòng)部分ab的長(zhǎng)度是L，以速度v向右運(yùn)動(dòng)，求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小。
解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)可動(dòng)部分由ab運(yùn)動(dòng)至a′b′由法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝Δφ/Δt
Δφ＝BΔS
ΔS＝L·vΔt
由上述方程可以推出：E＝BLv
問(wèn)題：
（1）線框中的哪一部分是電源？（ab棒）
（2）若不存在線框的固定部分，只有棒的上述運(yùn)動(dòng)，電源還存在嗎？（存在）
由上述分析可以得出孤立導(dǎo)體棒在上述運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。
推導(dǎo)1：B、L、v三者相互垂直，導(dǎo)體棒中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv（板書(shū)）
若B、L、v中只有兩者相互垂直，v與B有一夾角θ，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小又是多大？
學(xué)生活動(dòng)：觀察導(dǎo)體棒的空間運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出平面直觀圖，并做分析──
v1為有效切割速度v1＝vsinθ
推導(dǎo)2：二垂直（v與B的夾角為θ），導(dǎo)體棒中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLvsinθ（板書(shū)）。
學(xué)生練習(xí)：課本Ｐ198第（1）、（4）、（5）題。
課堂小結(jié)：
（1）導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由E＝BLvsinθ確定。
（2）穿過(guò)電路的磁通量變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律確定，即E＝nΔφ/Δt。
（3）感應(yīng)電流的大小由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和電路的總電阻決定，符合歐姆定律。
【教學(xué)說(shuō)明】
1．“法拉第電磁感應(yīng)定律”是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。從知識(shí)發(fā)展來(lái)看，它既與電場(chǎng)、磁場(chǎng)和穩(wěn)恒電流緊密聯(lián)系，又是后面學(xué)習(xí)交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。它既是教學(xué)重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn)。
2．本節(jié)課從能的轉(zhuǎn)化和守恒原理出發(fā)，從較深層次分析了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中存在電源，進(jìn)而引出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
3．本節(jié)課采用以教師組織引導(dǎo)、學(xué)生自主探究的教學(xué)方式。在教學(xué)過(guò)程中盡量去體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，即突出學(xué)生的主體地位。
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