电磁感应》教材分析与教学建议

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1、第一章 电磁感应 划时代的发现 2 探究电磁感应的产生条件 法拉第电磁感应定律 楞次定律 感生电动势和动生电动势 互感和自感 涡流,2007考试说明 1 电磁感应现象 2 磁通量 3 法拉第电磁感应定律 4 楞次定律 自感 涡流 ,说明二:新考试说明中删掉了”日光灯”,增加了”涡流”. 去掉了”导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限于L垂直于B,v的情况.”,说明一：新教材增加了“划时代的发现”和“感生电动势和动生电动势”的内容，,一.教学的思考,1教学的难点 2教学的重点 3考试的热点,互感 自感 涡流,感生电动势和动生电动势,法拉第电磁感应定律,二.知识结构,电磁感应的产生条件,楞次定律,

2、右手定则,三.学习方法,1.类比的学习方法： 与 相类比,2.电磁感应的“路”的问题与闭合电路类比，找出对应的电源和外电路，画出等效电路图，运用直流电路的规律解题,与动生电动势有关的动力学问题，实际上的多了一个感应电流所受的安培力的力学问题，综合运用右手定则和左手定则判断出安培力的方向是一个难点，应特别引起重视（感应电流所受的安培力总是阻碍物体间的相对运动）,重视从能量守恒的观点处理电磁感应问题，特别对于动生电动势电磁感应问题，计算电磁感应产生的电能一般有三种方法：运用电功或电热的计算公式；系统克服安培力做的功；减少的其它形式的能,四.教学的时间安排,第一单元:电磁感应的产生条件 (划时代的发

3、现 探究电磁感应的产生条件 )_课时 第二单元:法拉第电磁感应定律(法拉第电磁感应定律及简单运用)_课时 第三单元:楞次定律(楞次定律及应用)_3课时 第四教学环节:电磁感应实例（自感 互感 涡流_3课时 本章复习与检测4课时 (总时间3周),五、教学设计思路及教学建议,1、划时代的发现 2、探究电磁感应的条件 3、法拉第电磁感应定律 4、 楞次定律 5 、感生电动势和动生电动势 6、互感和自感 7、涡流,（一）知识与技能 1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理史。 2知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物

4、理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点.难点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。,4.1 划时代的发现,1、奥斯特梦圆“电生磁”,18世纪中叶,科学家仍认为电和磁是互不相关的,摩擦生热现象和蒸汽机的出现实现了热运动和机械运动相互转化,1803年,奥斯特指出:运动、热、空气、光、电、磁等，不再是零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中,年，奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象

5、和磁现象存在联系,奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”,2、法拉第心系“磁生电”,闪光的思想,漫长而艰苦的探究过程,归纳概括了五种由磁生电的方法,法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了 电气化时代的到来.,启示: (1)抹去科学学家头上的光环，正确认识失败 (2)科学是人做的，科学是为人的 (3)正确的指导思想（自然现象的相互联系）加上艰苦探究过程才可取得成功. (4)如果自己有

6、这样的机会，也会成为一个发现者。,（一）知识与技能 1知道产生感应电流的条件。 2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 （二）过程与方法:学会通过提出问题、实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 （三）情感、态度与价值观:渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 教学重点:通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产件。 教学难点:感应电流的产生条件。,4.2 探究电磁感应产生条件,复习磁通量,1、定义：,面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S 乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用表示。,2、公式：,=BS,注：要求B与

7、面积要垂直。,3、说明：,(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。 (2)磁通量与线圈的匝数无关。,=BS sin,不垂直时：,(3) 磁通量是一个标量，但有正负,遵从代数运算法则,4.引起磁通量变化的因素：,由=BS sin,(1）B发生变化；,（2）S发生变化；,（3）B与S的夹角发生变化。,=BS sin,电磁感应的产生条件,1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应， 产生的电流叫感应电流。 2、实验观察 运动的磁铁 变化的电流(电键闭合.断开的瞬间;变阻器滑片移动.) 观察.讨论.归纳 3、结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生 4、产生感应

8、电流的条件： （1）电路闭合 （2）磁通量发生变化,建议:让学生利用实验器材探究出如何操作能产生大一些的感应电流?,（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、 / t 。 3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4知道E=BLvsin如何推得。 5会用和E=BLvsin解决问题。 6. 了解反电动势的概念 （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

9、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:1.区别、 / t 。区别平均电动势与瞬时电动势。3.反电动势,4.3 法拉第电磁感应定律,1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。,一、感应电动势,、磁通量的变化率 表示磁通量的变化快慢,感应电动势与什么因素有关？,1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率/ t成正比,二、法拉第电磁感应定律：,若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：,注意：公式中应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。,问题讨论：

10、磁通量大，磁通量变化一定大吗？,磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？,（可以类比速度、速度的变化和速度的变化率。）,磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。 / t 在t图象上表示切线的斜率,三、导体作切割磁感线运动,理论探究：如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势,回路在时间t内增大的面积为：,S=Lvt,产生的感应电动势为：,穿过回路的磁通量的变化为：,=BS,=BLvt,若导体斜切磁感线,（为v与B夹角）,（若导线运动方向与导线本身垂直

11、，但跟磁感强度方向有夹角）,说明：,、注意导线的长度L和速度V有效值的确定,、导线运动方向和磁感线平行时，E=0,、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）,4.速度V是导体棒相对于磁场的速度,例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成角，求金属棒ab产生的感应电动势。,E=BLVsin,练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？,E = 2 B R V,1、一般来说， 求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。,2、求出的是整个回路的感

12、应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。,区别：, 具有更普遍的意义， 是的推论,1、公式中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势,2、公式中v若代表平均速度，则求出的E就为平均感应电动势。,联系：,1、电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，要维持线圈原来的转动就必须向其提供电能，电能转化为其它形式的能。 2、电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。,四、反电动势,

13、反电动势在电路中相当于与原电源“反串”，即反电动势的方向与电路电流的方向相反,专题一：法拉第电磁感应定律的简单应用,内容设置： 对规律与公式的理解 对规律与公式的运用 简单的电磁感应与电路的问题,（一）知识与技能 1掌握楞次定律的内容。 2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。 （二）过程与方法 1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。 2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。 （三）情感、态度与价值

14、观：在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。,4.4 楞次定律,教学重点 1楞次定律的探究过程及理解。 2应用楞次定律判断感应电流的方向。 3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 教学难点：楞次定律的理解及实际应用。,用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系,结论：电流从电流计的正接线柱流入，指针向正向偏转，电流从电流计的负接线柱流入，指针向负向偏转,思考：感应电流的磁场方向与原磁场方向有什么规律？,引导学生通过思考与讨论归纳出“增反减同”的规律

15、,一、楞次定律,感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,1、内容：,2、对“阻碍”的理解：,谁起阻碍作用？,阻碍什么？,阻碍是阻止吗？,“阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？,感应电流产生的磁场,引起感应电流的磁通量的变化,“增反减同”,否，只是使磁通量的变化变慢,不一定!,从能量守恒的角度认识楞次定律,在下面四个图中标出线圈上的N、S极,N,S,N,N,N,S,S,S,移近时,斥力,阻碍相互靠近,移去时,引力,阻碍相互远离,感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动.(原因）,楞次定律表述二：,思考与讨论,如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B环，又会发生什么现象？解释所发生的现象,总结：正是因为这种“来拒去留”，使得发生电磁感应的该系统需要克服安培力做功，实现了其它形式的能向电能的转变,1、楞次定律的内容：,从磁通量变化的角度看：,感应电流总要阻碍磁通量的变化,从导体和磁体的相对运动的角度看：,感应电流总要阻碍相对运动,课堂小结：,2、楞次定律中的因果关系：,3、楞次定律中“阻碍”的含意：,不是阻止；可理解为“增反、减同”，,“结果”反抗“原因”,3、应用楞次定律判断感应电流