資源簡介

2.2 法拉第電磁感應定律
教學設計
備課人 學科 物理
課題 2.2 法拉第電磁感應定律
教學內容分析 前面幾節的內容是從感應電流的角度來認識電磁感應現象的。本節是從感應電流進一步深入到感應電動勢來理解的，即研究“決定感應電動勢大小的因素”。 本節非常重視概念建構過程，通過對一個個問題情境的探究總結歸納出物理規律，體現對學生核心素養培養的要求。首先，通過創設問題情境，讓學生思考和討論，在問題的探討中逐步形成物理概念；其次，通過定性實驗對問題進一步深入探究，意在培養學生的科學探究能力；隨后，以陳述事實的方式引入法拉第電磁感應定律，由于法拉第電磁感應定律很難通過定量實驗來探究，教材中并沒有做要求，而是陳述客觀事實，解釋了為什么要命名為法拉第電磁感應定律，體現科學態度與責任；最后，用法拉第電磁感應定律推導出導體切割磁感線的感應電動勢公式，重視對學生科學思維的培養。很多物理規律的得出，要經歷對事實經驗的思考，定性或定量實驗的探究，對實驗結果和大量經驗的總結和歸納，最終得到比較完備的物理規律，讓學生體驗和經歷這樣的建構過程，有助于學生科學素養的提高。 同時，教材還關注了電磁感應現象中能量轉化的過程，讓學生從能量守恒的角度理解電磁感應現象，對學生能量觀的形成很有好處，教師在進行這一部分的教學時應予以適當關注。本節教學的重點是法拉第電磁感應定律，難點是對磁通量的變化及磁通量的變化率的理解。
學情分析 學生基礎知識掌握情況：在教學開始前，需要對學生的基礎知識進行了解。法拉第電磁感應定律是物理學中的重要內容，需要學生具備一定的電磁學基礎知識，如電流、磁場、電磁感應等。教師需要了解學生對這些基礎知識的掌握情況，以便有針對性地開展教學。 學生學習興趣和動力：學生的學習興趣和動力對教學效果有重要影響。教師需要了解學生對法拉第電磁感應定律的興趣程度和學習動力，以便采用合適的教學方法激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性。 學生學習難點和困惑：在教學過程中，教師需要關注學生的學習難點和困惑。法拉第電磁感應定律涉及到的概念和公式較為抽象，學生可能難以理解。教師需要及時了解學生的學習難點和困惑，并采取有效措施幫助學生解決這些問題。
教學目標 1.通過實驗，理解法拉第電磁感應定律。知道E=Blvsinθ是法拉第電磁感應定律的一種特殊形式，會用法拉第電磁感應定律在具體情境中分析求解有關問題。 2.經歷分析推理得出法拉第電磁感應定律的過程，體會用變化率定義物理量的方法；經歷推理得出E=Blvsinθ的過程，體會矢量分解的方法。 3.知道與E=Blvsinθ的內在聯系，感悟事物的共性與個性的關系，體會辯證唯物主義的方法和觀點
教學重難點 1、教學重點：法拉第電磁感應定律的建立和應用。 2、教學難點：對磁通量，磁通量的變化量和磁通量變化率的理解。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
新課導入 【問題1】電路中要有電流，就需要一個電源，電源有兩個重要參數，一個是內電阻，另一個是什么？ 【問題2】電磁感應現象中，電路中產生了感應電流，感應電路中有沒有電源？這個電源在哪里？ 【問題3】感應電源的電動勢的方向是怎樣的呢？ 回答電動勢 回答有電源，產生電磁感應的部分就是電源。比如，動生現象中切割磁感線的導體，感生現象中變化磁場穿過的線圈。 引出本節課的主題
新課教學 一、感應電動勢 感應電動勢 1.定義：在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢; 2.條件：只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就產生感應電動勢。 與電路是否閉合無關。 ①有感應電流一定存在感應電動勢； ②有感應電動勢不一定存在感應電流。 電磁感應的實質 磁通量變化是電磁感應的根本原因; 產生感應電動勢是電磁感應現象的本質.（產生感應電流只不過是一個現象，表示電路中輸送著電能；而產生感應電動勢才是電磁感應現象的本質，它表示電路已經具備隨時輸出電能的能力） 總結：感應電動勢的有無，完全取決于穿過閉合電路中的磁通量是否發生變化，與電路的通斷，電路的組成是無關的。 感應電動勢的大小又是怎樣的呢？它可能與哪些因素有關？ 學生閱讀課文，歸納感應電動勢的定義。 嘗試回答電磁感應的條件 總結電磁感應的實質。 回答猜想 理解感應電動勢的內涵。
二、法拉第電磁感應定律 探究影響感應電動勢大小的因素 實驗裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管20cm,30cm,40cm和50cm,記錄電壓表的示數以及發生的現象。分別改變線圈的匝數、磁體的強度，重復上面的實驗，得出定性的結論。 實驗過程 1、感應電流大小與相同時間內磁感應強度變化大小的關系 線圈匝數：200 下落高度：30厘米 感應電流大小與磁鐵運動速度的關系 線圈匝數：200 磁鐵個數：2個 3、感應電流大小與線圈匝數的關系 磁鐵個數：2個 下落高度：30厘米 法拉第電磁感應定律 1.內容：閉合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。 2.公式: 線圈有n匝： 3.注意： （1）公式中Δφ取絕對值，不涉及正負，感應電流的方向另行判斷。 （2）產生感應電動勢的那部分導體相當于電源，感應電動勢即該電源的電動勢。 4.應用:用公式 求E的幾種常見情況： ①B不變, S發生變化,ΔS＝S2-S1 ： ②S不變, B發生變化,ΔB＝B2-B1 ： ③如果B、S都變化呢？ 設計實驗，并進行實驗。 閱讀課文，總結法拉第電磁感應定律的內容。 回答問題 鍛煉學生用實驗解決問題能力。 鍛煉學生總結歸納問題能力。 按提示逐步提升學生知識運用能力。
三、導線切割磁感線時的感應電動勢 思考與討論 如圖所示閉合線框一部分導體ab長l,處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢。 回路在時間Δt內增大的面積為：ΔS=LvΔt 穿過回路的磁通量的變化為 產生的感應電動勢為： 那要是B、L、v不垂直怎么計算呢？ 如果將與B的方向夾角為θ速度按右圖中所示分解在與磁場垂直和與磁場平行方向上，他們各自的產生電動勢是多少？ ①垂直于磁感線的分量：v1=vsinθ ②平行于磁感線的分量：v2=vcosθ 只有垂直于磁感線的分量切割磁感線，于是產生感應電動勢： （二）導線切割磁感線時的感應電動勢： 注意： ①此公式只適用于雙垂直切割 ②若導體斜割： ③若V//B，則E=0若V//桿，則E=0 ④l應為有效長度 2.方向：由等效電源的負極流向正極。 3.l為切割磁感線的有效長度 E=Blvsinθ l：導線垂直于運動方向上的投影。 轉動切割 如圖所示，導體棒長為L，磁感應強度為B,垂直于紙面向里。以O為圓心轉動，角速度ω，求E。 由于棒上各點的速度隨著距離O點的距離均勻變化，所以可以用O、A兩點的平均速度代替棒運動的速度求解。 右手定則：φA>φO 線圈繞垂直于磁場的軸轉動，線圈匝數n，求E。 （1）線圈處于如圖所示位置 （2）當線圈轉過θ 時，電動勢 （3）線圈以圖示情形運動時 線圈以此位置為初始位置，經過時間t,轉過角度ωt時： ①適用于線圈繞垂直于磁場的軸的轉動，與軸的位置無關。 ②與線圈平面形狀無關 ③線圈從平行于磁場的位置開始計時 按提示分步回答問題。 推導B的方向夾角為θ速度按右圖 學生交流注意事項 歸納電動勢的方向。 回答有效長促的計算方式。 嘗試推導轉動切割導體棒的電動勢。 按照提示一步步推導電動勢的大小。 讓學生親自推導導線切割磁感線問題公式。 完善知識體系。 學會利用公式解答問題。 全面建立電動勢的知識。 有效長度的計算方法。 提升學生對公式的應用能力。 提升學生對公式的應用能力。
課堂總結
板書設計 第2節 法拉第電磁感應定律
作業設計 作業分為兩塊，一是課堂練習，旨在對本堂課學習中動量的概念和實驗思路進行檢測，一是分層練習，分層次的訓練學生對知識的掌握情況。
教學反思與評價 教學方法的有效性：在教學結束后，教師需要對自己的教學方法進行反思。教師需要思考所采用的教學方法是否能夠有效地幫助學生理解法拉第電磁感應定律的概念和公式，是否能夠激發學生的學習興趣和學習動力。如果教學方法存在問題，教師需要及時調整和改進。 學生學習效果的評估：教師需要對學生的學習效果進行評估。可以通過作業、測試、課堂互動等方式了解學生對法拉第電磁感應定律的掌握情況。如果學生的學習效果不佳，教師需要分析原因并采取相應的措施幫助學生提高學習效果。 教學過程的優化和改進：教師需要對自己的教學過程進行反思和優化。可以思考如何更好地激發學生的學習興趣和學習動力，如何更有效地幫助學生理解法拉第電磁感應定律的概念和公式，如何更好地解決學生的學習難點和困惑。通過不斷的教學反思和改進，教師可以提高自己的教學水平，提高學生的學習效果。

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