2.2 法拉第电磁感应定律 —【新教材】人教版高中物理选择性必修第二册教案

教 案 上课时间： 年 月 日 题课 选择性必修二第二章第2节：法拉第电磁感应定律 课型 新 课时 2 教 学 目 标 1.通过实验，理解法拉第电磁感应定律，知道E=BLvsinθ是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。2.经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法；经历推理得出E=BLvsinθ的过程，体会矢量分解的方法。3.知道E=ΔΦ/Δt与E=BLvsinθ的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点。4.会分析、处理电磁感应中的动力学问题和能量问题。 学习重点 法拉第电磁感应定律 学习难点 理解ΔΦ与ΔΦ/Δt的区别 教 学 过 程 教学环节（含备注） 教 学 内 容 引入新课 讲授新课 一.引入新课 感应电流产生的条件是什么？感应电流的大小跟哪些因素有关呢？ 二.进行新课 （一）观察演示实验 1.改变条形磁铁插入线圈的速度，观察电流表指针偏转角度大小。 2.增加线圈匝数，以相同的高度释放条形磁铁，穿过线圈，观察电流表指针偏转角度大小。 让学生对感应电流大小的相关因素有感性认识。 （二）明确概念和规律 1．在电磁感应现象中，有感应电流产生，切割磁感线的那部分导体或发生磁通量变化的线圈相当于电源，在电源内部电流方向由电源负极流向电源正极。 2．磁通量发生变化时，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，与磁通量大小无关，感应电动势E＝neq \f(ΔΦ,Δt)。 当Ｓ不变时：ΔΦ＝ΔＢＳcosθ则ε＝（ΔＢ／Δt）Ｓcosθ 当Ｂ不变时：ΔΦ＝ＢΔＳcosθ则ε＝Ｂ（ΔＳ／Δt）cosθ 3．推论： 闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为ΔS=LvΔt 穿过闭合电路磁通量的变化量为 ΔΦ=BΔS=BLvΔt 据法拉第电磁感应定律，得 E= =BLv （1）B,L,V两两垂直 （2）导线的长度L应为有效长度 （3）导线运动方向和磁感线平行时，E=0 （4）速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值） 闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsinθ 注意： 在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。 4．电磁感应电路问题解题思路 (1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路。 (2)用法拉第电磁感应定律或切割公式确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向。 (3)画出等效电路图。注意分清内外电路。 (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。 （三）拓展 1．电磁感应中的图像问题 (1)图像类型 ①各物理量随时间t变化的图像，即B­t图像、Φ­t图像、E­t图像和I­t图像。 ②导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即E­x图像和I­x图像。 (2)解决此类问题需要熟练掌握的规律： 安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等。 2．电磁感应中的动力学问题 (1)电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是： ①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。 ②用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小和方向。 ③分析研究导体受力情况(包括安培力)。 ④列动力学方程或平衡方程求解。 (2)两种状态处理 ①导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。 处理方法：根据平衡条件——合力等于零，列式分析。 ②导体处于非平衡状态——加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。 3．电磁感应中的能量问题 (1)能量转化的过程分析 电磁感应的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功实现的。安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通常为内能)，外力克服安培力做功，则是其他形式的能(通常为机械能)转化为电能的过程。 (2)求解焦耳热Q的几种方法 公式法 Q＝I2Rt 功能关系法 焦耳热等于克服安培力做的功 能量转化法 焦耳热等于其他能的减少量 4.知识网络 三.例题（见课件） 四.课堂总结：（见板书设计） 五.学习效果检测（见学案“闯关检测题”） 板书设计 法拉第电磁感应定律 1.感应电动势E＝neq \f(ΔΦ,Δt) 2. E= Blvsinθ θ指v与B的夹角 3.电磁感应中的能量问题 课后反思 1 / 3 $