2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小1教案 人教版二冊.doc

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2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小1教案 人教版二冊 一、教學目標 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(guān)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(guān)的問題。 5．通過法拉第電磁感應定律的建立，進一步揭示電與磁的關(guān)系，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。 二、重難點分析 1．重點：理解感應電動勢的大小與磁通變化率的關(guān)系，掌握法拉第電磁感應定律及應用 2．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 三、教學方法： 實驗+啟發(fā)式 四、教 具：演示電流計、線圈、磁鐵、導線等。 五、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。 （讓學生看課本圖16—4、16—5）學生思考回答： 哪部分相當于電源？ 教師提示： （1）在電磁感應現(xiàn)象中，不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應電動勢。 （2）當電路閉合時，電路中才可能產(chǎn)生感應電流，其強弱取決于感應電動勢的大小和閉合電路的電阻。 （3）當電路斷開后，沒有感就電流，但仍有感應電動勢。 感應電動勢的大小與哪些因素有關(guān)？ 實驗一：（圖見課本圖16—5） 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。 實驗二：（如圖課本16-16） 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： a1 b2 c d v a b 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?。? 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(guān)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：　　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。 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(shè)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)： 1．198頁（3）、（5）、（6）做在作業(yè)本上。 2．完成其它題目