物理教案－法拉第電磁感應(yīng)定律

教學(xué)目標(biāo) 

知識(shí)目標(biāo)

1、知道決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素；

2、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能對(duì)“磁通量的變化量”、“磁通量的變化率”進(jìn)行區(qū)別；

3、理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式；

4、會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律解答有關(guān)問(wèn)題；

5、會(huì)計(jì)算導(dǎo)線切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；

能力目標(biāo)

1、通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力．

情感目標(biāo)

1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析與推理能力。培養(yǎng)學(xué)生的辨證唯物注意世界觀，尤其在分析問(wèn)題時(shí)，注意把握主要矛盾．

教學(xué)建議

教材分析

理解和應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律，教學(xué)中應(yīng)該使學(xué)生注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

⑴ 要嚴(yán)格區(qū)分磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率這三個(gè)概念．

⑵ 求磁通量的變化量一般有三種情況：

當(dāng)回路面積  不變的時(shí)候，  ；

當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度  不變的時(shí)候，  ；

當(dāng)回路面積 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 都不變，而他們的相對(duì)位置發(fā)生變化（如轉(zhuǎn)動(dòng)）的時(shí)候，  （ 是回路面積 在與 垂直方向上的投影）．

⑶ E是 時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，一般不等于初態(tài)和末態(tài)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的平均值，即：

⑷ 注意課本中給出的法拉第電磁感應(yīng)定律公式中的磁通量變化率取絕對(duì)值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也取絕對(duì)值，它表示的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及方向．

⑸ 公式 表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，是一個(gè)重要的公式．要使學(xué)生知道它是法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)特殊形式，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用比較方便．使用它計(jì)算時(shí)要注意B、L、v這三個(gè)量的方向必須是互相垂直的，遇到不垂直的情況，應(yīng)取垂直分量．

建議在具體教學(xué)中，教師幫助學(xué)生形成知識(shí)系統(tǒng)，以便加深對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)的概念和原理的理解，有助于理解和掌握新學(xué)的概念和原理．在法拉第電磁感應(yīng)定律的教學(xué)中，有以下幾個(gè)內(nèi)容與前面的知識(shí)有聯(lián)系，希望教師在教學(xué)中加以注意：

⑴ 由“恒定電流”知識(shí)知道，閉合電路中要維持持續(xù)電流，其中必有電動(dòng)勢(shì)的存在；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合電路中有感應(yīng)電流也必然要存在對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由此引出確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小問(wèn)題．

⑵ 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為人們研制新的電源提供了可能，當(dāng)它作為電源向外供電的時(shí)候，我們應(yīng)當(dāng)把它與外電路做為一個(gè)閉合回路來(lái)研究，這和直流電路沒(méi)有分別；

⑶ 用能量守恒和轉(zhuǎn)化來(lái)研究問(wèn)題是中學(xué)物理的一個(gè)重要的方法．化學(xué)電源中的電動(dòng)勢(shì)表征的是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表征的是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)．

教法建議

法拉第電磁感應(yīng)定律的重點(diǎn)是研究決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素是什么，這一知識(shí)點(diǎn)無(wú)法從前面的知識(shí)得出，因此做好實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中分析歸納出法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，是學(xué)好這部分知識(shí)的關(guān)鍵；

由于上一節(jié)學(xué)習(xí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件時(shí)，就使學(xué)生明確了穿過(guò)閉合電路的磁通量變化與否，決定了感應(yīng)電流的有無(wú)，因此，本節(jié)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是使學(xué)生觀察感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān)．對(duì)于程度比較好的學(xué)校，建議將實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組完成，學(xué)生自己進(jìn)行探究，教師加以引導(dǎo)分析．

關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幾點(diǎn)教學(xué)建議

本節(jié)教材講述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的定性分析，得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟哪些因素有關(guān)系，最后給出了計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的公式：  ，但沒(méi)有講述法拉第電磁感應(yīng)定律．在講授這節(jié)教材時(shí)，要注意概念、定律的建立過(guò)程，使學(xué)生知其所以然，防止學(xué)生死記幾條干巴巴的結(jié)論．

（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)概念的建立：如何搞好物理概念的教學(xué)，這是一個(gè)很值得研究的課題．對(duì)此，各人雖有不同主張，但都很注意在抓好概念的引入、理解和應(yīng)用這些環(huán)節(jié)上下功夫．在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)概念的教學(xué)中，也應(yīng)注意這幾個(gè)環(huán)節(jié)．

①引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí)，教材利用前面幾章學(xué)過(guò)的電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律等知識(shí)來(lái)分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路，得出既然閉合電路里有感應(yīng)電流，那么這個(gè)電路中必然有電動(dòng)勢(shì)．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．教學(xué)實(shí)踐表明，這樣引入學(xué)生較易接受．

②比較概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，是一種使學(xué)生深刻理解概念本質(zhì)的好方法．由感應(yīng)電流過(guò)渡到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是從具體到抽象，從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深化過(guò)程．為了讓

學(xué)生認(rèn)識(shí)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別和聯(lián)系，教師可以用大型電流表和電壓表演示電路在接通與斷開(kāi)條件下的回路電流與路端電壓，讓學(xué)生看到回路斷開(kāi)時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，但路端電壓（即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）仍存在．而電路中出現(xiàn)感應(yīng)電流，是要以電路閉合與電動(dòng)勢(shì)的同時(shí)存在為前提條件．從而說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有無(wú)，完全決定于穿過(guò)回路的磁通量的變化，與回路的通斷，回路的組成情況等無(wú)關(guān)．而電路中的感應(yīng)電流存在，只是在閉合電路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在的必然結(jié)果．對(duì)純電阻電路，感應(yīng)電流強(qiáng)度與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)量關(guān)系滿足  ．教師通過(guò)上述演示和分析對(duì)比，使學(xué)生了解到，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比感應(yīng)電流更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)．

③讓學(xué)生把初學(xué)的概念在實(shí)際問(wèn)題中加以應(yīng)用，對(duì)鞏固和深化概念很有效．教師可以教材中產(chǎn)生感應(yīng)電流的二個(gè)實(shí)驗(yàn)，即圖1、圖2為例，讓學(xué)生找一找，電路中哪部分導(dǎo)體產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，起到了電源的作用（在圖1中是AB導(dǎo)體、圖2中是線圈B）．

（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大�。嚎衫�用課本圖4-1和圖4-2的實(shí)驗(yàn)裝置，演示在閉合電路內(nèi)磁通量變化快慢不同的情況下，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不同，從而分析出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)閉合電路的磁通量改變快慢有關(guān)．然后直接指出：理論和實(shí)踐證明，導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在B、l、v互相垂直的情況下，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可用公式 來(lái)計(jì)算，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體長(zhǎng)度、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度成正比．在演示中要注意說(shuō)明：①磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)的快慢不同時(shí)或?qū)�體切割磁感線的快慢不同時(shí)，磁通量變化的快慢不同．②由于產(chǎn)生感應(yīng)電流的閉合回路情況沒(méi)有變化，所以感應(yīng)電流大小的變化反映了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化．

由于必修課中不講法拉第電磁感應(yīng)定律，公式 不能從理論推導(dǎo)出來(lái)，為了便于學(xué)生接受和理解 與B、l、v的正比關(guān)系，可以采用下述教法．利用圖2來(lái)分析 與B、l、v的關(guān)系．圖中abcd為放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線框，線框平面跟磁感線垂直，讓線框中長(zhǎng)為l的可滑動(dòng)導(dǎo)體ab，以速度v向右運(yùn)動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到 ．由圖可以看出，lv是導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積大小，Blv是單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體切割磁感線的條數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化．由此可見(jiàn)，當(dāng)B、l、v各量越大時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)閉合回路的磁通量變化越大，或者說(shuō)磁通量變化得越快，這時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大．公式 反映了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 跟B、l、v成正比．

講完決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的規(guī)律之后，可讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)來(lái)掌握規(guī)律．除了做節(jié)后的例題之外，還可把課本中練習(xí)二（1）題和習(xí)題（5）題在課堂上討論，必要時(shí)可再適當(dāng)補(bǔ)充一些基礎(chǔ)練習(xí)．

法拉第電磁感應(yīng)定律的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

引入部分示例：

復(fù)習(xí)提問(wèn)：

1：要使閉合電路中有電流必須具備什么條件？

（引導(dǎo)學(xué)生回答：這個(gè)電路中必須有電源，因?yàn)殡娏魇怯呻娫吹碾妱?dòng)勢(shì)引起的）

2：如果電路不是閉合的，電路中沒(méi)有電流，電源的電動(dòng)勢(shì)是否還存在呢？

（引導(dǎo)學(xué)生回答：電動(dòng)勢(shì)反映了電源提供電能本領(lǐng)的物理量，電路不閉合電源電動(dòng)勢(shì)依然存在）

引入新課：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，既然閉合電路里有感應(yīng)電流，那么這個(gè)電路中也必定有電動(dòng)勢(shì)，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源．

1：引導(dǎo)學(xué)生找出下圖中相當(dāng)于電源的那部分導(dǎo)體？

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