2.2法拉第电磁感应定律 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册

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特供

《法拉第电磁感应定律》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标:

  1. 了解感应电动势、磁通量变化等物理量,对其在电磁感应问题分析中的作用有较清晰的认识。
  2. 通过实验探究影响感应电动势大小的因素,掌握进行探究实验的方法,提升学生的科学探究能力。
  3. 理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式,能依据问题情境灵活处理表达式中磁通量变化的表达方法,提升学生思维的思辨性和灵活性,促进学生科学思维能力的提高。
  4. 从能量观念分析导线切割磁感线运动中产生感应电动势的物理本质,培养严谨的科学态度。

教学重点:

  1. 感应电动势的概念;
  2. 法拉第电磁感应定律的理解。

教学难点:

法拉第电磁感应定律的理解

教学方法:

演示实验,讨论、讲授。

课时安排:2课时

问题引入:

(1)什么是电磁感应现象?

(2)产生感应电流的条件是什么?

(3)下图所示的两个电路,闭合电路,电流表指针都能发生偏转,请比较两个电路的异同。

新课教学:

一、影响感应电动势大小的因素

【实验与探究】

如图所示。将螺线管用导线与电表连接,依次用1根条形磁铁快速插入或拔出螺线管、用2根条形磁铁分别快速和慢速插入或拔出螺线管,以定性描述的方式记录实验结果。

 

 

 

实验结果说明:①磁铁相对线圈运动的快慢不同时,磁通量变化的快慢不同;

②由于产生感应电流的闭合回路情况没有变化,所以感应电流的大小的变化反映了感应电动势的大小的变化。

结论:感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。

 

二、法拉第电磁感应定律

1、内容:电路中感应电动势的大小,与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

磁通量:线圈平面与磁场方向垂直时,

磁通量的变化:(磁通量变化的三种情况)page number 0

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磁通量的变化率:

2、表达式:,采用国际单位制的单位,比例系数,表达式写成。

当线圈有匝,则可以看成由个单匝线圈串联而成,穿过每匝线圈的磁通量变化率是相同的,表达式为:

3、感应电动势的单位:伏特(V)

 

例题1:有一个1000匝的线圈,在0.4 s内通过它的磁通量从0.02 Wb增加到0.09 Wb,求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω, 把一个电阻为990 Ω的电热器连接在它的两端,通过电热器的电流是多大?

 

三、导线切割磁感线时的感应电动势

情境:如图所示,在磁感应强度为的匀强磁场中,有相距为的两平行金属导轨和。间串联一电流计,两导轨所在平面与磁感线垂直。导线放在导轨上,与两导轨垂直,此时电流计、金属导轨与导线构成一个闭合回路。设导线以速度向右运动,在时间内,由原来的位置移到.

【思考问题】(1)这个过程,闭合回路的面积变化量是多少?

(2)穿过闭合电路磁通量的变化量是多少?

(3)导线做切割磁感线产生的感应电动势是多少?

(4)如图所示,如果导线的运动方向与磁感线方向不垂直,那怎样计算感应电动势的大小?

 

【讨论与交流】(1)公式和公式有和区别?

(2)如图所示,导线做切割磁感线运动,能量是如何转化的?所产生的电能与克服安培力所做的功之间有什么关系?

 

例题2:如图所示,电阻为0.1 Ω的导体棒沿光滑导线框向右做匀速运动,线框中接有电阻为0.4 Ω。线框放在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度为0.4 m,运动的速度为5 m/s。线框的电阻不计。

(1)电路中哪部分相当于电源?电动势多大?内阻多大?哪个位置相当于电源的正

极?哪一部分相当于闭合电路中的外电路?

(2)棒向右运动时所受的安培力有多大?

(3)棒所受安培力的功率有多大?电阻的发热功率有多大?电阻发热功率有多

大?从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。

 

 

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