最新沪科版32选修三23《探究感应电动势的大小》教案1doc.docx
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最新沪科版32选修三23《探究感应电动势的大小》教案1doc
备课人
拓伟岸
审稿人
赵恒星,王海英,李夏旭
定稿人
赵恒星
章、节名称
第一章电磁感应与现代生活第3节探究感应电动势的大小
课题
探究感应电动势的大小
教学目标
知识与技能
(1)知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(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
解决问题。
过程与方法
(1)经历学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)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。
情感态度
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)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。
教学重点
法拉第电磁感应定律
教学难点
感应电流与感应电动势的产生条件的区别
教学方法
实验法、归纳法、类比法、总结
学法指导
观察、分析讨论、思考体会
教具、仪器
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、灵敏电流计、螺线管、磁铁
教学过程
教师活动
学生活动
备注
一、复习提问:
1.在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
2.恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
3.在发生电磁感应的
情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
二、引入新课
问题1:
既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?
穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
电路闭合,且这个电路中就一定有电源。
由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
教学过程
教师活动
学生活动
备注
教师总结回答:
既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定感应电流了.
问题2:
如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问:
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?
为什么?
②、有感应电流,是谁充当电源?
总结回答:
由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。
③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?
有无感应电动势?
答:
电路断开,肯定无电流,但有电动势。
3.产生感应电动势的条件是什么?
4.比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现?
答:
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,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势更有意义。
本节课我们就来一起探究感应电动势的大小(板书)
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:
感应电动势大小跟什么因素有关?
(学生猜测)
(2)探究要
求:
①、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。
②、迅速和缓慢移动导体棒
,记录表针的最大摆幅。
有,因磁通量有变化
答:
回路中的磁通量发生变化。
教学过程
教师活动
学生活动
备注
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅
;
(3)、探究问题:
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:
在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题
总结:
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关.
把
定义为磁通量的变化率。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
[:
Z,X,X,K]
学生甲:
实验中,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。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释。
请学生解释。
实验结论:
电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大,磁通量的变化越慢电动势越小。
(二)、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,
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。
学生甲:
穿过电路的Φ变化
产生E感
产生I感.[:
学生乙:
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。
学生丙:
磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
学生甲:
实验中,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。
教学过程
教师活动
学生活动
备注
(师生共同活动,推导法拉第电
磁感应定律的表达式)(课件展示)
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
1.内容:
电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:
ε=N
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断
⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用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
教学过程
教师活动
学生活动
备注
v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?
(课件展示)
解析:
设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为ΔS=LvΔt
穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=BΔS=BLvΔt
据法拉第电磁感应定律,得
E=
=BLv
这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解
(1)B,L,V两两垂直
(2)导线的长度L应为有效长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)
问题:
当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
用课件展示如图所示电路,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=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。
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=BLvsinθ
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/s),θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:
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
四、课堂总结
板书设计
第3节探究感应电动势的大小
一、感应电动势
二、电磁感应定律
1.内容
2.表达式E=nΔΦ/Δt:
求平均电动势
E=BLV:
V为瞬时值时求瞬时电动势,V为平均值求平均电动势
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率
的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵
感应电动势的大小与磁通量的变化率成
正比
⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断
⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定
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教学反思
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