2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三1.2《感應電動勢與電磁感應定律》 WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三1.2《感應電動勢與電磁感應定律》 WORD教案1 [課時安排]2課時 [教學目標]: (一)知識與技能 1.理解感應電動勢的概念,明確感應電動勢的作用。 2.知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能與磁通量的變化相區(qū)別。 3.理解感應電動勢的大小與磁通變化率的關系,掌握法拉第電磁感應定律及應用。 4.知道公式E=BLvsinθ是如何推導出的,知道它只適用于導體切割磁感線運動的情況。會用它解答有關的問題。 (二)過程與方法 通過法拉第電磁感應定律的建立,進一步揭示電與磁的關系。 (三)情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生空間思維能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力。 [教學重點] 理解感應電動勢的大小與磁通變化率的關系,掌握法拉第電磁感應定律及應用 [教學難點]:培養(yǎng)學生空間思維能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力。 [教學器材]: 投影儀、投影片、演示電流計、線圈、磁鐵、導線等。 [教學方法]:實驗+啟發(fā)式 [教學過程] (一)引入新課(復習): 1、產(chǎn)生感應電流的條件是什么? (學生思考并回答) 2、閉合電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么? (學生思考并回答) 在電磁感應中,有感應電流說明有感應電動勢存在,讓我們一起來研究感應電動勢的產(chǎn)生。 (二)進行新課 1.感應電動勢 產(chǎn)生感應電動勢的那部分 導體相當于電源。 實驗一: 將磁鐵迅速插入和慢慢插入時,學生觀察。 ①電流計偏轉(zhuǎn)的角度有何不同?反映電流大小有何不同?感應電動勢大小如何? (學生思考并回答) ②將磁鐵迅速插入和慢慢插入時,磁通量的變化是否相同? (學生思考并回答) ③換用強磁鐵,迅速插入,電流表的指針偏轉(zhuǎn)如何?說明什么 以上現(xiàn)象說明什么問題? 小結(jié): (1)磁通量變化越快,感應電動勢越大,在同一電路中,感應電流越大,反之,越小。 (2)磁通量變化快慢的意義: ①在磁通量變化△Φ相同時,所用的時間△t越少,即變化越快;反之,則變化越慢。 ②在變化時間△t一樣時,變化量△Φ越大,表示磁通量變化越快;反之,則變化越慢。 ③磁通量變化的快慢,可用單位時間內(nèi)的磁通量的變化,即磁通量的變化率來表示。 a1 b2 c d v a b 實驗二: 磁通量的變化率也可以用導體切割磁感線的快慢(速度)來表示。(即速度大,單位時間內(nèi)掃過的面積大) 導體ab迅速切割時,指針偏轉(zhuǎn)角度大,反映感應電流大,感應電動勢大;導體慢慢切割時,指針偏轉(zhuǎn)角小,反映電流小,感應電動勢小。 由兩實驗得:感應電動勢的大小 ,完全由磁通量的變化率決定。 2.法拉第電磁感應定律: (1)磁通量的變化率即磁通量的變化快慢,用△Φ/△t表示,其中 △Φ=Φ2-Φ1,△t=t2-t1, (2)法拉第電磁感應定律的內(nèi)容: 感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 (3)公式(感應電動勢的大小) E=k△Φ/△t,其中k為比例常數(shù) 當式中各量都取國際單位制時,k為1 若閉合線圈是一個n匝線圈,相當于n個電動勢為△Φ/△t的電源串聯(lián),此時E=n△Φ/△t 注意:A、電動勢的單位是V,討論1V=1Wb/s。 B、磁通量的變化率△Φ/△t與Φ、△Φ無直接的決定關系。 C、引起△Φ的變化的原因有兩:△Φ=△BS,△Φ=B△S 所以E=△Φ/△t也有兩種: 即E=△BS/△t、E= B△S/△t 3.推導導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電動勢大小表達式(學生自已推導) 如圖,矩形線圈abcd處于勻強磁場中,磁感應強度為B,線框平面跟磁感線垂直,線框可動部分ab的長度是,運動速度的大小是v,速度方向跟ab垂直,同時也跟磁場方向垂直。 a1 b2 c d v a b 這個問題中,穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化是由矩形的面積變化引起的,因此我們先計算Δt時間內(nèi)的面積變化量ΔS。在Δt時間內(nèi),可動部分由位置ab運動到a1b1,閉合電路所包圍的面積增量為圖中陰影部分,而aa1的長度正好是Δt時間內(nèi) 導體ab運動 的距 離vΔt,因此 ΔS=vΔt Δφ=BΔS=BvΔt 所以: ?、? 這個公式表示,在勻強磁場中,當磁感應強度、導線、導線的運動方向三者垂直時,感應電動勢等于磁感應強度B、導線長度、導線運動速度v的乘積。 式中的速度v如果瞬時速度,則求得電動勢就是瞬時電動勢,如果是平均速度,則求得的E就是平均電動勢。 注意:此式適用于B、L、v兩兩垂直時,若不是呢,此式應怎樣修正? E=BLvsinθ 【例題】如圖所示,L是用絕緣導線繞制的線圈,匝數(shù)為100,由于截面積不大,可以認為穿過各匝線圈的磁通量是相等的,設在0.5秒內(nèi)把磁鐵的一極插入螺線管,這段時間里穿過每匝線圈的磁通量由0增至1.510 -5Wb。這時螺線管產(chǎn)生的感應電動勢有多大?如果線圈和電流表總電阻是3歐,感應電流有多大? 注意:向線圈插入磁鐵的過程中,磁通量的增加不會是完全均勻的,可能有時快些,有時慢些,因此我們這里算出的磁通量變化率實際上是平均變化率,感應電動勢和感應電流也都是平均值。 (三)鞏固練習 有一個1000匝的線圈,在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.02Wb增加到0.08Wb,求線圈中的感應電動勢。如果線圈的電阻為10Ω,把它跟一個電阻為990Ω的電熱器串聯(lián)成閉合回路,通過電熱器的電流多大? 答案:150V;0.15A (四)小結(jié) 1.電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.這就是法拉第電磁感應定律E=n△Φ/△t 2.導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電動勢大小表達式E=Blvsinθ. 六、作業(yè): 1.P14頁(2)、(3)、(4)做在作業(yè)本上。 2.完成其它題目 第二課時 (一)復習基礎知識: 1.提問:法拉第電磁感應定律的內(nèi)容是什么?寫出計算公式。 公式(感應電動勢的大?。? 2.磁通量的“變化率”與磁通量的“變化量”有何區(qū)別和聯(lián)系? 3.由公式推導導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電動勢大小的表達式。 ΔS=vΔt Δφ=BΔS=BvΔt 所以: ③ 這個公式表示,在勻強磁場中,當磁感應強度、導線、導線的運動方向三者垂直時,感應電動勢等于磁感應強度B、導線長度、導線運動速度v的乘積。 (二)例題精講 【例1】如圖所示,設勻強磁場的磁感應強度B為0.10T,切割磁感線的導線的長度為40cm,線框向左勻速運動的速度v為5.0m/s,整個線框的電阻R為0.5Ω,試求 ①感應電動勢的大小 ②感應電流的大小 解析①線框中的感應電動勢 E=Blv=0.100.405.0V=0.20V ②線框中的感應電流 I=E/R=0.20/0.50A=0.40A 【例2】如圖所示,用均勻?qū)Ь€做成一個正方形線框,每邊長為0.2 cm,正方形的一半放在和線框垂直的向里的勻強磁場中,當磁場的變化為每0.1 s增加1 T時,線框中感應電動勢是多大? 分析與解答: 由法拉第電磁感應定律 (三)課堂練習 1.講評作業(yè)題 2.講練練習二(1)至(7)題。 點評(注重引導學生,盡量讓學生自己分析解決問題): 重點點評第(4)、(6)題。 提示學生注意:感應電動勢的大小,決定于磁通量的變化率。 補充練習: 1.當線圈中的磁通量發(fā)生變化時,則 ( ) A.線圈中一定有感應電流 B.線圈中一定有感應電動勢 C,感應電動勢的大小與線圈電阻無關 D.如有感應電流,其大小與線圈的電阻有關 2.閉合電路中產(chǎn)生感應電動勢的大小,跟穿過這一閉合電路的下列那個物理量成正比? A.磁通量 B.磁感應強度 C.磁通量的變化率 D.磁通量的變化量 3.一個N匝的圓形線圈,放在磁感應強度為B的勻強磁場中,線圈平面根磁場平面成30 角,磁感應強度隨時間均勻變化,線圈導線規(guī)格不變,下列方法可使線圈中感應電流增加一倍的是 ( ) A.將線圈匝數(shù)增加一倍 B.將線圈面積增加一倍 C.將線圈半徑增加一倍 D.適當該變線圈的取向 (四)布置作業(yè): 練習冊 [教學反思]:- 配套講稿:
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