《人教版選修3-2 法拉第電磁感應(yīng)定律 教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版選修3-2 法拉第電磁感應(yīng)定律 教案（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識與技能 1．知道什么叫感應(yīng)電動勢。 2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ、。 3．理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。 4．知道E=BLvsinθ如何推得。 5．會用和E=BLvsinθ解決問題。 通過推導(dǎo)到線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢公式E=BLv，掌握使用理論知識探 究問題的方法。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．從不同物理現(xiàn)象中抽象出個(gè)性與共性問題，培養(yǎng)學(xué)生對不同事物實(shí)行分 析，找出共性與個(gè)性的辯證唯物主義思想。 2．了解法拉第探索科學(xué)的方法，學(xué)習(xí)他的執(zhí)著的科學(xué)探究精神。 教

2、學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律。 教學(xué)難點(diǎn)：平均電動勢與瞬時(shí)電動勢區(qū)別。 教學(xué)方法：演示法、歸納法 教學(xué)用具：多媒體電腦、投影儀、投影片。 教學(xué)過程： （一）引入新課 教師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況？ 恒定電流中學(xué)過，電路中存有持續(xù)電流的條件是什么？ 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，既然閉合電路中有感應(yīng)電流，這個(gè)電路中就一定有電 動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。下面我們就來探討感應(yīng)電動勢的大小決定因素。 （二）新課教學(xué) 1、感應(yīng)電動勢 教師：在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無電

3、流？有無電動勢？ 學(xué)生：電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。 教師：電動勢大，電流一定大嗎？ 學(xué)生：不一定，電流的大小由電動勢和電阻共同決定。 教師：圖b中，哪部分相當(dāng)于a中的電源？ 學(xué)生：螺線管相當(dāng)于電源。 教師：圖b中，哪部分相當(dāng)于a中電源內(nèi)阻？ 學(xué)生：線圈自身的電阻。 教師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢.有感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。 2、電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢跟什么因素相關(guān)？現(xiàn)在演示前節(jié)課中三個(gè)成功實(shí)驗(yàn)，用CAI課件展示出這三個(gè)電路圖，同時(shí)提出三個(gè)問題供學(xué)生思考： 乙 甲

4、 丙 問題1：在實(shí)驗(yàn)中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么? 問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)水準(zhǔn)跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系? 問題3：第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同? 學(xué)生：穿過電路的Φ變化產(chǎn)生E感產(chǎn)生I感. 由全電路歐姆定律知I=，當(dāng)電路中的總電阻一定時(shí)，E感越大，I越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。 磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。 教師：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量，用公式表示為。從上面的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可歸納

5、出什么結(jié)論呢？ 學(xué)生：實(shí)驗(yàn)甲中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）時(shí)，大， I感大，E感大。 實(shí)驗(yàn)乙中，導(dǎo)體棒運(yùn)動越快，越大，I感越大，E感越大。 實(shí)驗(yàn)丙中，開關(guān)斷開或閉合，比開關(guān)閉合時(shí)移動滑動變阻器的滑片時(shí)大，I感大，E感大。 從上面的三個(gè)實(shí)驗(yàn)我們能夠發(fā)現(xiàn)，越大，E感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗(yàn)表明：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這個(gè)電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。 （師生共同活動，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式） 設(shè)t1時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時(shí)刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時(shí)間Δt=t2－t1內(nèi)磁通

6、量的變化量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的變化率為，感應(yīng)電動勢為E，則 E=n 在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時(shí)間單位是秒（s），能夠證明式中比例系數(shù)k=1，（同學(xué)們能夠課下自己證明），則上式可寫成 E= 設(shè)閉合電路是一個(gè)n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈串聯(lián)而成，所以感應(yīng)電動勢變?yōu)? E=n 3、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動勢如何計(jì)算呢？用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長度為L，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？

7、解析：設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動到a1b1，這時(shí)線框面積的變化量為 ΔS=LvΔt 穿過閉合電路磁通量的變化量為 ΔΦ=BΔS=BLvΔt 據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得 E==BLv 問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動方向跟磁感線方向有一個(gè)夾角θ，感應(yīng)電動勢可用上面 的公式計(jì)算嗎？ 如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 解析：能夠把速度v分解為兩個(gè)分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BLv1=BLvsin

8、θ ［強(qiáng)調(diào)］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。 4、反電動勢 引導(dǎo)學(xué)生討論教材圖4.3-3中，電動機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這個(gè)電動勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動？ 學(xué)生討論后發(fā)表見解。 教師總結(jié)點(diǎn)評。電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢削弱了電源的電流，這個(gè)電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，這樣線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。 討論：如果電動機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動，會發(fā)生什么情況？這時(shí)應(yīng)采取什么措施？

9、 學(xué)生討論，發(fā)表見解。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，這時(shí)就沒有了反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會很大，電動機(jī)可能會燒毀。這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。 系統(tǒng)歸納： 感應(yīng)電動勢為E E=n 在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時(shí)間單位是秒（s）， E=BLv1=BLvsinθ ［強(qiáng)調(diào)］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。 練習(xí)鞏固（課堂作業(yè)）： 【例1】如圖所示，有一彎成θ角的光滑金屬導(dǎo)軌POQ，水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，有一金屬棒MN與導(dǎo)軌的OQ邊垂

10、直放置，當(dāng)金屬棒從O點(diǎn)開始以加速度a向右勻加速運(yùn)動t秒時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動勢是多少? 解：由于導(dǎo)軌的夾角為θ，開始運(yùn)動t秒時(shí)，金屬棒切割磁感線的有效長度為： L=stanθ=at2tanθ 據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，這時(shí)金屬棒切割磁感線的速度為v=at 由題意知B、L、v三者互相垂直，有 E=BLv=Bat2tanθat=Ba2t3tanθ 即金屬棒運(yùn)動t秒時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動勢是E=Ba2t3tanθ. 【例2】（2001年上海）如圖所示，固定于水平面上的金屬框cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動.此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長

11、L的正方形，棒電阻r，其余電阻不計(jì)，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 （1）若以t=0時(shí)起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流。 （2）在上述情況中，棒始終保持靜止，當(dāng)t=t1時(shí)需加垂直于棒水平外力多大? （3）若從t=0時(shí)起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運(yùn)動，可使棒中不產(chǎn)生I感，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化?（寫出B與t的關(guān)系式） 解析：（1）據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E==kL2 回路中的感應(yīng)電流為 I= （2）當(dāng)t=t1時(shí)，B=B0+kt1 金屬桿所受的安培力為 F安=BIL=（B0+kt1） 據(jù)平衡條件，作用于桿上的水平拉力為 F=F安=（B0+kt1） （3）要使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則通過閉合回路的磁通量不變，即 B0L2=BL（L+v t） 解得 B= 作業(yè)布置： 學(xué)習(xí)小組課下做一做教材13頁上“做一做”欄目中的小實(shí)驗(yàn)，思考并回答該欄目中的問題。 將“問題與練習(xí)”中的第2、3、6、7題做在作業(yè)本上，思考并完成其他題目