约3990字。
课 题 法拉第电磁感应定律 新授课 课时
教 学 目 标 (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Φ、ΔΦ、 。
3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4.知道E=BLvsinθ如何推得。
5.会用 和E=BLvsinθ解决问题。
(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、难点 教学重点
法拉第电磁感应定律。
教学难点
平均电动势与瞬时电动势区别。
教 学 方 法
演示法、归纳法、类比法
教 学 手 段 多媒体电脑、投影仪、投影片。
教学活动
(一)引入新课
在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况?
恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。
(二)进行新课
1、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,但有电动势。
电动势大,电流一定大吗?电流的大小由电动势和电阻共同决定。
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?线圈自身的电阻。
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。
2、电磁感应定律
感应电动势跟什么因素有关?现在演示前节课中三个成功实验,用CAI课件展示出这三个电路图,同时提出三个问题供学生思考:
问题1:在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:第一个成功实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同?
穿过电路的Φ变化 产生E感 产生I感.
由全电路欧姆定律知I= ,当电路中的总电阻一定时,E感越大,I越大,指针偏转越大。
磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
教师:磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述,即单位时间内磁通量的变化量,用公式表示为 。从上面的三个实验,同学们可归纳出什么结论呢?
实验甲中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时, 大,
I感大,E感大。
实验乙中,导体棒运动越快, 越大,I感越大,E感越大。
实验丙中,开关断开或闭合,比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时 大,I感大,E感大。
从上面的三个实验我们可以发现, 越大,E感越大,即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比,即E∝ 。这就是法拉第电磁感应定律。
(师生共同活动,推导法拉第电磁感应定律的表达式)
设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1,t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2,在时间Δt=t2-t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1,磁通量的变化率为 ,感应电动势为E,则
E=k
在国际单位制中,电动势单位是伏(V),磁通量单位是韦伯(Wb),时间单位是秒(s),可以证明式中比例系数k=1,(同学们可以课下自己证明),则上式可写成
E=
设闭合电路是一个n匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于n个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为
E=n
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?用CAI课件展示如图所示电路,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,
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