《法拉第電磁感應定律》教學設計範文

《法拉第電磁感應定律》教學設計範文

　　【教學目的】

　　1．理解電磁感應現象中感應電動勢的存在；

　　2．透過對實驗現象的觀察，分析、概括與感應電動勢的大小有關的因素，從而掌握法拉第電磁感應定律，並使學生體會在發現和認識物理規律中物理實驗的重要作用，培養學生的實驗操作能力；

　　3．透過本節課的學習，使學生領會從一般到特殊、從特殊到一般的推理方法。

　　【教學重點】

　　法拉第電磁感應定律

　　【教學難點】

　　法拉第電磁感應定律

　　【教學器材】

　　演示用：大型示教萬用電表；原副線圈；學生電源開關；滑動變阻器；

　　學生用：靈敏電流計；線圈；條形磁鐵。

　　【教學過程】

　　一、學生思考回答，引入課題

　　1．下圖所示兩種情況中，線圈中是否有感應電流？

　　2．根據穩恆電路知識──導體中要有電流，導體兩端存在電勢差，閉合迴路中若有電流，必存在電源，思考：（A）圖中有電流產生，但看不到明顯的電源存在，你怎樣認為？讓學生充分地發表看法，可能有的學生認為一定存在電源，有的則認為不存在電源，因為看不到電池、學生電源。要引導學生從電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置分析（A）圖中ab棒在切割磁感線的過程中即實現了這一轉化功能，充當了迴路中的電源。

　　3．（A）圖中電路若在某處斷開，與（B）圖表現相同，但原因一樣嗎？不同。無論（A）圖中電路是否斷開，電源總是存在的。因此，有必要先來研究電源，而電動勢是描述電源將其他形式的能轉化為電能的本領的物理量。今天，我們就來研究電磁感應現象中產生的電動勢及其滿足的特殊規律，即法拉第電磁感應定律。

　　二、法拉第電磁感應定律

　　（一）感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢（板書）

　　1．學生體會：感應電動勢比感應電流更能反映電磁感應現象的本質特徵。

　　2．進一步提出問題並分析：感應電動勢的大小與哪些因素有關？

　　3．學生實驗探究：如果要設計一個實驗，你會怎樣設計？如果給定條形磁鐵、線圈、靈敏電流計三種儀器，你怎樣來完成實驗？讓學生充分活動，活動中遇到困難時，教師應給予以下提示性的問題：

　　（1）實驗中誰充當電源？

　　（2）靈敏電流計的示數如何反映電動勢的大小？

　　（3）如何做會改變電動勢的大小？

　　（4）你怎樣表達電動勢的大小？

　　4．得出結論：插入快慢不同，單位時間磁通量變化量不同，即磁通量變化率不同，電動勢的大小不同。

　　5．演示實驗與驗證結論：

　　（1）演示實驗：如何改變感應電動勢的大小，實驗方案由學生分析，每小組兩人，一學生分析另一學生演示。

　　（2）驗證結論：副線圈插入、拔出的快慢，滑動頭移動快慢不同，都使磁通量變化快慢不同，產生的電動勢大小不同。磁通量變化快慢類比於速度變化快慢，用Δφ/Δt表示，電動勢大小與Δφ/Δt有關。

　　法拉第利用實驗，精確得出──

　　（二）法拉第電磁感應定律：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

　　即：E∝Δφ/Δt（板書）

　　E＝Δφ/Δt（板書）

　　若E、Δφ、Δt均取國際單位，上式中＝1（板書）

　　由此得出：（板書）E＝Δφ/Δt

　　若閉合電路有n匝線圈，則E＝nΔφ/Δt（板書）

　　學生練習：

　　把矩形線框abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場裡，線框平面跟磁感線垂直。線框可動部分ab的長度是L，以速度v向右運動，求線框中產生的感應電動勢E的大小。

　　解析：設在Δt時間內可動部分由ab運動至a′b′由法拉第電磁感應定律：E＝Δφ/Δt

　　Δφ＝BΔS

　　ΔS＝L·vΔt

　　由上述方程可以推出：E＝BLv

　　問題：

　　（1）線框中的哪一部分是電源？（ab棒）

　　（2）若不存線上框的固定部分，只有棒的上述運動，電源還存在嗎？（存在）

　　由上述分析可以得出孤立導體棒在上述運動中所產生的感應電動勢的大小。

　　推導1：B、L、v三者相互垂直，導體棒中所產生的感應電動勢E＝BLv（板書）

　　若B、L、v中只有兩者相互垂直，v與B有一夾角θ，導體棒中感應電動勢的大小又是多大？

　　學生活動：觀察導體棒的空間運動，畫出平面直觀圖，並做分析──

　　v1為有效切割速度v1＝vsinθ

　　推導2：二垂直（v與B的夾角為θ），導體棒中所產生的感應電動勢E＝BLvsinθ（板書）。

　　學生練習：課本Ｐ198第（1）、（4）、（5）題。

　　課堂小結：

　　（1）導體做切割磁感線運動時，感應電動勢由E＝BLvsinθ確定。

　　（2）穿過電路的磁通量變化時，感應電動勢由法拉第電磁感應定律確定，即E＝nΔφ/Δt。

　　（3）感應電流的大小由感應電動勢的大小和電路的總電阻決定，符合歐姆定律。

　　【教學說明】

　　1．“法拉第電磁感應定律”是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恆電流緊密聯絡，又是後面學習交流電、電磁振盪和電磁波的基礎。它既是教學重點，也是教學難點。

　　2．本節課從能的轉化和守恆原理出發，從較深層次分析了電磁感應現象中存在電源，進而引出感應電動勢。

　　3．本節課採用以教師組織引導、學生自主探究的教學方式。在教學過程中儘量去體現學生是學習的主人，即突出學生的主體地位。