4.4.1 法拉第电磁感应定律 教学设计 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-2

法拉第电磁感应定律-----第一课时 教学目标 物理观念 (1)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． (2)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． 科学探究 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． 科学思维 (1)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． (2)通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步定量揭示电与磁的关系，培养学生的类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力． 科学态度与责任 通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程，使学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法． 教学重难点 1．法拉第电磁感应定律的建立和理解． 2．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别． 3．公式E＝n的理解和应用． 教学准备 灵敏电流计、螺线管、条形磁铁、导线、多媒体课件等． 教学过程 主要教学过程 教学设计 教师活动 学生活动 一、复习引入 问题1：产生感应电流的条件是什么？ 问题2：试从本质上比较甲、乙两电路的异同 学生回答并思考哪部分相当于电源 二、新课教学(一)电磁感应定律 师：甲中有电源，乙中没有电源，而电路中产生电流的条件之一就是有电动势，所以乙中一定有部分电路充当电源的角色，为电路提供电动势，通过上节课的学习我们知道了应当是这一部分电路产生了电动势。我们把这种在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，电源的正负极我们可以通过感应电流的方向判断，在外电路中，电流从正极流向负极，在内电路中，电流从负极流向正极。电路中中产生感应电流的条件是要有闭合回路、电动势感应电流的产生条件是闭合回路、磁通量发生变化，所以，请同学们总结一下：产生感应电动势的条件是什么？ 生：磁通量发生变化。 师：非常好，总结的很到位，磁通量发生变化。结合我们刚刚讲的内容，请同学们思考：有感应电动势一定有感应电流吗？有感应电流一定有感应应电动势吗？感应电流与感应电动势有什么关系吗？请这位同学来谈谈你的看法。 生：有感应电动势，如果电路闭合，就会有感应电流。 师：说的很好，总结很到位。磁通量变化的本质是产生感应电动势，如果电路闭合才会产生感应电流。接下来我们来探究一下，感应电动势的大小与那些因素有关。大家大胆猜想小心求证。既然感应电动势的产生与磁通量的变化有关，所以猜想感应电动势的大小可能与磁通量变化的多少、变化的快慢有关。接下来我们通过实验进行求证，首先探究感应电动势与磁通量变化多少的关系，怎样来进行试验呢？请这位同学来说一下你的想法。 生：用控制变量法，只改变磁通量变化地多少，其他条件一样，观察每次实验感应电动势的大小。 师：说的很好，请坐，那我们怎样判断感应电动势的大小呢？感应电动势如果发生改变，会影响到电路中的电流，感应电动势越大，感应电流就越大，所以通过判断电流的大小反应电动势的变化，判断电流的大小我们可以通过灵敏电流计指针的偏转角度来判断。结合前一节学的楞次定律实验，做这个实验至少需要集中器材？ 生：条形磁铁(改变线圈中的磁通量)、螺型线圈(闭合回路中等效电源)、灵敏电流计(通过指针偏转的角度，判断电流的大小，根据闭合电路欧姆定律推断感应电动势的大小)、导线 师：老师已经把电路连接好了，以相同的速度、从不同的位置使磁铁下落，注意观察指针的变化，同学们观察到了什么现象，实验结论是什么？ 生：两次指针偏角相同，产生的电动势相同，感应电动势的大小与磁通量的变化多少无关。 师：接下来探究感应电动势与磁通量变化快慢的关系，将条形磁铁从同一高度插入线圈的同一位置，改变两次运动的速度，同学们观察到了什么，实验结论是什么？ 生：快速插入指针偏角大，慢慢插入指针片较小，两次产生的电动势不同，磁通量变化越快，感应电动势越大。 师：磁通量变化的快慢用公式表示为，又叫磁通量的变化率。以上实验表明，感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得快，感应电动势就大．磁通量变化的快慢可用磁通量的变化率来描述，即可表示为.这就是著名的法拉第电磁感应定律，这是一圈产生的电动势，n匝应该是n注意磁通量的变化量取绝对值，不涉及正负，感应电动势的方向用楞次定律进行判断，产合感应电动势的那部分导体相当于电源，感应电动势即该电源电动势。现在请同学们思考：磁通量大，磁通量的变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？可以类比于速度。 师：最后我们来区分一下磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。 【反馈练习】 思考影响感应电动势大小的因素，小组讨论实验方案. 观察演示实验的现象，总结影响感应电动势大小