高中物理高二《感应电动势与电磁感应定律》优秀教学设计2套.docVIP

第2节 感应电动势与电磁感应定律 ★三维目标 （一）知识与技能 1．知道什么叫感应电动势。 2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、。 3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4．知道E=BLvsinθ如何推得。 5．会用和E=BLvsinθ解决问题。 （二）过程与方法 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。 （三）情感、态度与价值观 1．从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。 2．了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。 ★教学重点 法拉第电磁感应定律。 ★教学难点 平均电动势与瞬时电动势区别。 ★教学方法 演示法、归纳法、类比法 ★教学用具：多媒体、磁铁、线圈、导线、电流计 ★教学过程 （一）引入新课 在恒定电流一章，我们知道,当电路中有电流通过时,电路两端必定有电压,电路中必定有电源,那么产生电磁感应现象时,闭合电路中有感应电流,同样这个电路中也一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。 首先我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 （二）推进新课 1、感应电动势 教师：用多媒体展示出下面两个电路进行比较说明 教师：在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？ 学生：电路断开，肯定无电流。 教师：若电路是断开的，图b中磁通量发生变化，有电动势。 教师与学生思考总结得到：图b中，线圈螺线管部分相当于a中的电源？ 线圈自身的电阻部分相当于a中电源内阻？ 教师：在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。 2、电磁感应定律 教师：感应电动势跟什么因素有关？现在重新探究前节课中几个成功实验，同时提出三个问题供学生思考： 问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么? 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同? 学生甲：穿过电路的Φ变化产生E感产生I感. 学生乙：由全电路欧姆定律知I=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。 学生丙：磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。 教师：从上面的几个实验我们可以发现，越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。 （师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式） 设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势为E，则 E=k 在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成 E= 设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为 E=n 3、导线切割磁感线时的感应电动势 教师：导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？如图，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，求产生的感应电动势？ 解析：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（注意该公式只适用与B、L、v两两垂直的情况） 图中，ab导体棒部分相当与电源。 问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？ 教师：让我们进行下面的推导。如图所示电路，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，求产生的感应电动势。 解析：可以把速度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 当B、L、v两两都不互相垂直时，只要将垂直分量代入公式E==BLv计算即可。 ［强调］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。 (三)课堂练习 1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）