2015-2016学年人教版选修3-2法拉第电磁感应定律教案.docVIP

第四节 法拉第电磁感应定律 教学目标： （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 教学用具：多媒体电脑、投影仪、投影片。 教学过程： （一）引入新课 教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电 动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 （二）新课教学 1、感应电动势 教师：在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 学生：电路断开，肯定无电流，但有电动势。 教师：电动势大，电流一定大吗？ 学生：不一定，电流的大小由电动势和电阻共同决定。 教师：图b中，哪部分相当于a中的电源？ 学生：螺线管相当于电源。 教师：图b中，哪部分相当于a中电源内阻？ 学生：线圈自身的电阻。 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 感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考： 丙 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：穿过电路的Φ变化产生E感产生I感. 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。 磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。 教师：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变化量，用公式表示为。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢？ 学生：实验甲中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大， I感大，E感大。 实验乙中，导体棒运动越快，越大，I感越大，E感越大。 实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时大，I感大，E感大。 从上面的三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=n 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 导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，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 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？ 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