《44《法拉第电磁感应定律》导学案（教师）2011110》由会员分享，可在线阅读，更多相关《44《法拉第电磁感应定律》导学案（教师）2011110（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4.4法拉第电磁感应定律导学教案审核人： 班级 姓名 编写人：沈 滨预习案【教学目标】一、知识与技能；知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。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、。理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。知道E=BLvsin如何推得。会用解决问题。二、过程与方法；经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。通过推导导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；通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。【教学重难点】法拉第电磁感应定律。感应电流与感应电动势的产生条件的区别。【教材导读】在
2、普通高中物理课程标准选修3-2的内容标准中涉及本节的内容有“理解法拉第电磁感应定律”。本节内容为高中物理选修32第一章电磁感应中第四节的教学内容。就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容，从知识的发展来看，它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n的建立过程、物理意义及应用，而公式EBLvsin只作为法拉第电磁感应定律在特定
3、条件下推导出的表达式这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求【学情分析】此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们真正的主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。【预习自测】1、在电磁感应现象中产生的电动势叫做 ，产生感应电动势的那部分导体就相当于 。2、法拉第电磁感应定律：（1）内
4、容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比。（2）数学表达式： 或 。式中n 为 ，叫 ，感应电动势E的单位是 ，磁通量的单位是 ，时间的单位是 。计算时应取 ，感应电动势的方向用 判定。3、导体切割磁感线的感应电动势：（1）数学表达式： ，条件是 与 垂直 ，是 与 的夹角。（2）国际单位制中，B 、L 、v 的单位分别是 、 、 ，E的单位是 。4、反电动势：电动机转动时，线圈中产生的感应电动势总要 电源电动势的作用，这个电动势就叫做 。它的作用是 线圈的转动，电源就向电动机提供能量，将 转化为 。【提出困惑】感应电动势和感应电流有何区别和联系？在公式E=BLv中，L是直导线的有
5、效长度，如果不是直导线，又该怎样处理？【信息链接】韦伯威廉爱德华韦伯（Wilhelm Eduard Weber）1804年10月14日生于德国维藤堡大学的一位神学教授家庭。1828年在一次德国科学大会上由于宣读题为“风琴拍频的补偿”的文章，受到科学家洪堡和高斯的注意.1831年被洪堡和高斯推荐担任格丁根大学物理教授，接替即将病故的迈耶教授职务，并从此开始与高斯合作研究电磁学。1832年，高斯在韦伯协助下提出了磁学量的绝对单位。1833年，他们发明了第一台有线电报机。韦伯在电磁学上的贡献是多方面的。为了进行研究，他发明了许多电磁仪器。1841年发明了既可测量地磁强度又可测量电流强度的绝对电磁学单
6、位的双线电流表；1846年发明了既可用来确定电流强度的电动力学单位又可用来测量交变电流功率的电功率表；1853年发明了测量地磁强度垂直分量的地磁感应器。韦伯在建立电学单位的绝对测量方面卓有成效.他提出了电流强度、电荷量和电动势的绝对单位和测量方法；根据安培的电动力学公式提出了电流强度的电动力学单位；还提出了电阻的绝对单位.韦伯与柯尔劳施合作测定了电荷量的电磁单位对静电单位的比值，发现这个比值等于3108 m/s，接近于光速.但是他们没有注意到这个联系。1891年6月23日，韦伯在格丁根去世。探究案一感应电动势：在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？电路断开，肯定无电流，但有电动
7、势。电流大，电动势一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。图b中，哪部分相当于a中电源内阻？螺线管自身的电阻。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。电路闭合时有感应电动势，感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。二、探究影响感应电动势大小的因素：探究实验：如图所示：迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插
8、入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅。在实验中，电流表指针偏转原因是什么？电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同（从磁通量变化和磁通量变化的快慢来分析）？ 实验结论：:电动势的大小与 有关，磁通量的变化越快电动势越 ,磁通量的变化越慢电动势越 。感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的 有关.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？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t时间内导体棒由原来的位置运
9、动到a1b1，这时线框面积的变化量为S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt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，感应电动势可用上面的公式计算吗？让我们进行下面的推导。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=vsin和平行于磁感线的分量v2=vcos。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsin强调在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m
10、/s），指v与B的夹角。公式比较与功率的两个公式比较得出E=/t：求平均电动势E=BLV ： v为瞬时值时求瞬时电动势，v为平均值时求平均电动势4、反电动势：教师：引导学生讨论教材图4.3-3中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？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，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？学生：讨论，发表见解。电动机停
11、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。【比较】磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的意义（1）磁通量是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量=1-2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。（2）当磁通量很大时，磁通量的变化量可能很小。同理，当磁通量的变化量很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可能较小。（3）磁通量和磁通量的变化量的单位是Wb，磁通量变化率的单位是Wbs。（4）磁通量的变化量与电路中感应电动势大小没有必然关系，穿过电路的0是电路中存在感应电
12、动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，越大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。（5）磁通量的变化率，是-t图象上某点切线的斜率。【当堂检测】法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）A、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比解析：E=/t，与t的比值就是磁通量的变化率。所以只有C正确。拓展：这道高考题的命题意图在于考查对法拉第电磁感应定律的正确理解。考生必须能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念。一个200
13、匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是 ，磁通量的变化率是 ，线圈中感应电动势的大小是 。810-3wb 0.16wb/s 32V穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2Wb，则（ ）21世纪教育网A、线圈中的感应电动势每秒钟增加2V B、线圈中的感应电动势每秒钟减少2V C、线圈中的感应电动势始终为2V D、线圈中不产生感应电动势 如图1中，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外，其它电
14、阻不计。那么：（ ）A、作用力将增为4倍 B、作用力将增为2倍C、感应电动势将增为2倍D、感应电流的热功率将增为4倍如图4-4-9所示，在匀强磁场（B=0.2T）中，电阻为0.5的金属杆以速度v=5m/s匀速向右平移，R=1.5，导轨间距L=0.2m且光滑并电阻不计，则电阻R两端的电压是多少伏？ 0.15V练习案如图4-4-5所示，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒ab以水平速度v抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，则棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是( ) A、越来越大 B、越来越小 C、保持不变 D、无法判断一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈（ ）A、磁通量最大，磁通量变化率最
