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電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計(精選6篇)
作為一名專為他人授業(yè)解惑的人民教師,編寫教學設(shè)計是必不可少的,教學設(shè)計要遵循教學過程的基本規(guī)律,選擇教學目標,以解決教什么的問題。教學設(shè)計應(yīng)該怎么寫呢?以下是小編精心整理的電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計(精選6篇),供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計1
。ㄒ唬┙虒W目的
1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。
2.知道感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。
3.培養(yǎng)學生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。
(二)教具
蹄形磁鐵4~6塊,漆包線,演示用電流計,導線若干,開關(guān)一只。
。ㄈ┙虒W過程
1.由實驗引入新課
重做奧斯特實驗,請同學們觀察后回答:
此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現(xiàn)象?
。▕W斯特實驗。說明電流周圍能產(chǎn)生磁場)
進一步啟發(fā)引入新課:
奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系,說明電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?下面我們就沿著這個猜想來設(shè)計實驗,進行探索研究。
2.進行新課
(1)通過實驗研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
板書:〈一、實驗?zāi)康模禾剿鞔拍芊裆,怎樣使磁生電!?/p>
提問:根據(jù)實驗?zāi)康模緦嶒瀾?yīng)選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關(guān)。
教師展示以上實驗器材,注意讓學生弄清蹄形磁鐵的N、s極和磁感線的方向,然后按課本圖12—1的裝置安裝好(直導線先不要放在磁場內(nèi))。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設(shè)想:電能生磁,反過來,我們可以把導體放在磁場里觀察是否產(chǎn)生電流。那么導體應(yīng)怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?磁場的強弱對實驗有沒有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導體在磁場中產(chǎn)生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
教師按實驗步驟進行演示,學生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學生將觀察結(jié)果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產(chǎn)生磁生電現(xiàn)象?(當閉合電路的一部分導體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導體在磁場中左右、斜著運動時能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產(chǎn)生感應(yīng)電流。)
通過此實驗可以得出什么結(jié)論?
學生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的.電流叫做感應(yīng)電流。〉
教師指出:這就是我們本節(jié)課要研究的主要內(nèi)容—電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
板書課題:〈第一節(jié)電磁感應(yīng)〉
講述:電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國的物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)的。他經(jīng)過十年堅持不懈的努力,才發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。這種熱愛科學。堅持探索真理的可貴精神,值得我們學習。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系,導致了發(fā)電機的發(fā)明,開辟了電的時代,所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義。
(2)研究感應(yīng)電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關(guān)呢?請同學們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向,請同學們仔細觀察電流表的偏轉(zhuǎn)方向。
提問:同學們觀察到了什么現(xiàn)象?
。ù艌龇较、導體運動方向變化時,指針偏轉(zhuǎn)的方向也發(fā)生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現(xiàn)象我們可以得出什么樣的結(jié)論呢?
學生歸納、概括后,老師板書:
〈二、導體中感應(yīng)電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關(guān)!
(3)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化
教師提出下列問題,引導學生討論回答:
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,導體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(機械能)
得到了什么能?(電能)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中實現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉(zhuǎn)化?(機械能與電能的轉(zhuǎn)化)
板書:〈三、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,機械能轉(zhuǎn)化為電能〉
3.小結(jié)
在這節(jié)課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業(yè)課本上的練習1、2題。
。ㄋ模┱f明
1.這節(jié)課的關(guān)鍵是設(shè)計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學?筛淖鰧W生實驗或用幻燈演示。
2.要在學生觀察實驗的基礎(chǔ)上,提出明確的問題,讓學生積極思考、討論,并對實驗現(xiàn)象加以歸納、概括,培養(yǎng)學生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規(guī)律的能力。
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計2
教學內(nèi)容:
1、“電磁感應(yīng)”是在第三冊“電流的磁效應(yīng)”和第五冊“磁場對電流的作用”后進行的教學,使學生對“電與磁相互作用的內(nèi)容”有了較完整的認識,具有承前的作用,是知識的自然延續(xù);“電磁感應(yīng)”為以后學習發(fā)電機的內(nèi)容打下理論基礎(chǔ),并為學習能的轉(zhuǎn)化和守恒提供前置知識,具有啟后作用。
2、法拉第電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn),為電能的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件,在人類的發(fā)展史上具有劃時代的意義,充分說明了科學技術(shù)推動社會的發(fā)展。
學情分析:
學生經(jīng)過近二年半自然科學的學習,已具備了電、磁的初步知識,知道了電能產(chǎn)生磁和磁場對電流的有作用等方面的知識,也初步具備了電學實驗操作技能和初步的觀察、分析、歸納能力,但理性思維的能力還不強,在分析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時會遇到一定的困難。
教學目標:
一、認知目標:
1、知道是法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
2、能描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象,分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
3、列舉影響感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和影響電流的因素。
二、能力目標:
1、培養(yǎng)實驗設(shè)計和操作能力。
2、培養(yǎng)分析、歸納能力,
3、培養(yǎng)對實驗現(xiàn)象的描述和交流能力。
三、情感、態(tài)度和價值觀
1、激發(fā)學生對科學的好奇性和求知欲。
2、培養(yǎng)實事求是記錄實驗現(xiàn)象的態(tài)度。
3、感受科學技術(shù)對社會發(fā)展的作用。
教學重點:
1、理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
教學難點:
1、對“切割磁感應(yīng)線”的.理解。
教學策略:
1、變演示實驗為演示與學生隨堂實驗并進。
2、采用實驗探究法。
3、輔助于多媒體課件解決教學難點。
教學過程:
一、情景創(chuàng)設(shè):
1、多媒體播放“電的使用”問題產(chǎn)生(電從何來)
學生提出猜想:(電池?發(fā)電機?摩擦起電?)
2、復習電流產(chǎn)生的磁場(奧斯特)導引學生猜想,問題2能用磁場產(chǎn)生電流嗎?
二、設(shè)計、操作實驗并交流結(jié)果
。ń處熞龑嶒炘O(shè)計、操作)演示實驗與學生隨堂實驗同時進行。
交流實驗結(jié)果(1):能用磁場產(chǎn)生電流。
問題3:利用磁場產(chǎn)生電流是否需要條件;(學生提出假設(shè):“要”或“不要”)
實驗條件控制:
。1)閉合或斷開電路
。2)不同方向移動導線(與磁感應(yīng)線垂直、斜、平行)
交流結(jié)果
(1)電路斷開不能產(chǎn)生電;導線運動方向與磁感應(yīng)線方向平行不能產(chǎn)生電流。
“利用磁場產(chǎn)生電流”需要條件。
閱讀課文,描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象,
難點解釋:多媒體課件演示實驗,重點演示切割和沒有切割。
學生列舉產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(閉合、一部分、切割)
(補充指出如果電路沒有閉合,導體兩端會產(chǎn)生感生電壓)
問題4:感應(yīng)電流的方向?
教師提示考慮因素(磁場方向與導線切割方向)
學生自已設(shè)計實驗、操作。
交流結(jié)果
。2)感就電流的方向與磁場方向和切割磁感應(yīng)線方向有關(guān)。
小結(jié):法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而為發(fā)電機的發(fā)明打下了理論基礎(chǔ),使人們對電的大規(guī)模利用成了可能。
學生交流對電磁感應(yīng)的看法。(現(xiàn)象、條件、結(jié)果、應(yīng)用、體會等)
提出思考題:電磁感應(yīng)中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的,(互相交流、并閱讀課本)
作業(yè):
1、配套練習相關(guān)作業(yè)。
2、完成調(diào)查報告:電在我家中
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計3
一、教學任務(wù)分析
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是在初中學過的電磁現(xiàn)象和高中學過的電場、磁場的基礎(chǔ)上,進一步學習電與磁的關(guān)系,也為后面學習電磁波打下基礎(chǔ)。
以實驗創(chuàng)設(shè)情景,通過對問題的討論,引入學習電磁感應(yīng)現(xiàn)象,通過學生實驗探究,找出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。用現(xiàn)代技術(shù)手段“DIS實驗”來測定微弱的地磁場磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流,使學生感受現(xiàn)代技術(shù)的重要作用。
通過“歷史回眸”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學家的獻身精神,懂得學習、繼承、創(chuàng)新是科學發(fā)展的動力。
在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時,使學生感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學方法,經(jīng)歷提出問題→猜想假設(shè)→設(shè)計方案→實驗驗證的科學探究過程;在學習法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程時,體驗科學家在探究真理過程中的獻身精神。
二、教學目標
1.知識與技能
。1)知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。
(2)理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
。3)學會用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
2.過程與方法
通過有關(guān)電磁感應(yīng)的探究實驗,感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學方法在得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件中的重要作用。
3.情感、態(tài)度價值觀
。1)通過觀察和動手操作實驗,體驗樂于科學探究的情感。
。2)通過介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學家在探究真理過程中的獻身精神。
三、教學重點與難點
重點和難點:感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
四、教學資源
1、器材
。1)演示實驗:
、匐娫、導線、小磁針、投影儀。
②10米左右長的電線、導線、小磁針、投影儀。
。2)學生實驗:
、贄l形磁鐵、靈敏電流計、線圈。
、陟`敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導線若干。
、跠IS實驗:微電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、環(huán)形實驗線圈。
2、課件:電磁感應(yīng)現(xiàn)象flash課件。
五、教學設(shè)計思路
本設(shè)計內(nèi)容包括三個方面:一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;二是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;三是應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
本設(shè)計的基本思路是:以實驗創(chuàng)設(shè)情景,激發(fā)學生的好奇心。通過對問題的討論,引入學習電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流的概念。通過學生探究實驗,得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。通過“歷史回眸”、“大家談”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學家在探究真理過程中的獻身精神。
本設(shè)計要突出的重點和要突破難點是:感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。方法是:以實驗和分析為基礎(chǔ),根據(jù)學生在初中和前階段學習時已經(jīng)掌握的知識,應(yīng)用實驗和動畫演示對實驗進行分析,理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,從而突出重點,并突破難點。
本設(shè)計強調(diào)問題討論、交流討論、實驗研究、教師指導等多種教學策略的應(yīng)用,重視概念、規(guī)律的形成過程以及伴隨這一過程的科學方法的教育。通過學生主動參與,培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、歸納概括的能力,使之感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學方法的重要作用;感悟科學家的探究精神,提高學習的興趣。
完成本設(shè)計的內(nèi)容約需1課時。
六、教學流程
1、教學流程圖
2、流程圖說明
情景 演示實驗1 奧斯特實驗。
演示實驗2 搖繩發(fā)電
問題:為什么導線中有電流產(chǎn)生?
活動I 自主活動 學生實驗1
設(shè)問:如何使閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流?
活動II 學生實驗2 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
活動III 歷史回眸 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。
課件演示 電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
活動Ⅳ DIS學生實驗 微弱磁通量變化時的感應(yīng)電流。
大家談
3、教學主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計可分為三個主要的教學環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),通過實驗觀察與討論,得出電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流。
第二環(huán)節(jié),通過學生探究實驗,得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;通過 “歷史回眸”、“大家談”,了解法拉第的研究過程,領(lǐng)略科學家的探究精神。
第三環(huán)節(jié),通過DIS實驗,了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用。
七、教案示例
。ㄒ唬┣榫耙:
1、觀察演示實驗,提出問題
1820年,丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電直導線能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。
演示實驗1 奧斯特實驗。
那么,磁能生電嗎?
演示實驗2 搖繩發(fā)電
把一根長10米左右的電線與一導線的兩端連接起來,形成一閉合回路,兩個學生迅速搖動電線,另一學生將導線放到小磁針上方,觀察小磁針是否偏轉(zhuǎn)。
問題1:為什么導線中有電流產(chǎn)生?
2、導入新課
我們可以用這節(jié)課學習的.知識來回答上面的問題。
。ǘ╇姶鸥袘(yīng)現(xiàn)象
自奧斯特發(fā)現(xiàn)電能生磁之后,歷史上許多科學家都在研究“磁生電”這個課題。
介紹瑞士物理學家科拉頓的研究。
自主活動:如何使閉合線圈中產(chǎn)生電流?
學生實驗1:把條形磁鐵放在線圈中,將靈敏電流計、線圈連成閉合回路,觀察靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)。
1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象,叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
2、感應(yīng)電流
由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流,叫感應(yīng)電流。
介紹英國物理學家、化學家法拉第的研究。
問題2:法拉第發(fā)現(xiàn)的使磁場產(chǎn)生電流的條件究竟是什么?
。ㄈ┊a(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
學生實驗2:探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
根據(jù)所給的器材:靈敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導線等,設(shè)計實驗方案,使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
小組交流方案,師生共同討論產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:閉合回路、磁通量發(fā)生變化。
播放flash課件,進一步理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
介紹“歷史回眸”欄目中法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。
。ㄋ模⿷(yīng)用
討論、解釋:
1、書上的示例
2、搖繩發(fā)電的原理。
DIS學生實驗:微弱磁通量變化時的感應(yīng)電流。
大家談
。ㄎ澹┛偨Y(jié)(略)
。┳鳂I(yè)布置(略)
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計4
教學目標:
一、知識與技能。
1、理解感應(yīng)電動勢的含義,能區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率。知道感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的區(qū)別與聯(lián)系。
2、理解電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學表達式。
3.會用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問題。
二、過程與方法。
1、通過演示實驗,定性分析感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關(guān)系。培養(yǎng)學生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力;
2、通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立,進一步定量揭示電與磁的關(guān)系,培養(yǎng)學生類比推理能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力;
3、使學生明確電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)通過公式E=nΔ/Δt的理解,并學會初步的應(yīng)用,提高推理能力和綜合分析能力。
三、情感、態(tài)度與價值觀。
通過介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程培養(yǎng)學生形成正確的科學態(tài)度,學會科學研究方法。
教學重點:
1、感應(yīng)電動勢的定義。
2、電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學表達式。
3、用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問題。
教學難點:
1、通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立。
2、通過公式E=nΔ/Δt的理解。
教具:
投影儀,電子筆,學生電源1臺,滑動變阻器1個,線圈15套,條形磁鐵14條,U形磁鐵1塊,靈敏電流計15臺,開關(guān)1個,導線40條。
教學方法:
探究法。
教學過程:
一、復習。
1、電源:能將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置
2、電動勢:電源將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的.本領(lǐng)的大小。
3、閉合電路歐姆定律:內(nèi)外電阻之和不變時,E越大,I也越大。
4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
實驗一:導體在磁場中做切割磁感線運動。
實驗二:條形磁鐵插入或拔出線圈。
實驗三:移動滑動變阻器滑片。
感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:
、匍]合回路。
、诖磐堪l(fā)生變化。
二、感應(yīng)電動勢。
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。
2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象也伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。
3、當磁通量變化而電路沒有閉合,感應(yīng)電流就沒有,但仍有感應(yīng)電動勢。
三、電磁感應(yīng)定律。
1、區(qū)別磁通量、磁通量的變化量Δ和磁通量的變化率Δ/Δt。
2、(1)把導體AB和電流計連接起來組成閉合回路,當導體在磁場中做切割磁感線運動。
、賹wAB緩慢地切割磁感線。
②導體AB快速地切割磁感線。
現(xiàn)象:緩慢切割時產(chǎn)生的感應(yīng)電流很小,快速切割時產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大
分析:總電阻一定時,如果I越大,則E越大。
猜想與假設(shè):影響感應(yīng)電動勢的大小的因素可能有哪些? 答:速度V、磁通量的變化Δ或匝數(shù)?
。2)①強磁鐵和弱磁鐵插入后不動。
、趯⒋盆F以較快和較慢速度“同程度”插入線圈。
、蹖⒋盆F以較快和較慢速度“同程度”拔出線圈。
現(xiàn)象:磁鐵不動時沒有電流;磁鐵快速插入(或拔出)時電流大; 磁鐵較慢插入(或拔出)時電流小。
分析得出結(jié)論:
、俅磐坎蛔兓瘯r沒有感應(yīng)電動勢。
、诖磐孔兓喀は嗤脮r間Δt越少,即磁通量變化得越快,感應(yīng)電動勢越大。
推斷:感應(yīng)電動勢與磁通和磁通量變化量無直接關(guān)系。
。3)①緩慢改變變阻器的電阻。
、谳^快改變變阻器的電阻。
現(xiàn)象:
①緩慢改變變阻器的電阻時電流計指針偏轉(zhuǎn)較小。
②較快改變變阻器的電阻時電流計指針偏轉(zhuǎn)較大。
分析得出結(jié)論:滑動得越快,感應(yīng)電流越大,電動勢越大。
分析得出結(jié)論:導線切割的快、磁鐵插入的快、滑動變阻器滑片滑得快的實質(zhì)是磁通量量變化得快。感應(yīng)電動勢的大小是磁通量變化快慢有關(guān),即E與Δ/Δt有關(guān)。
4、法拉第電磁感應(yīng)定律。
精確的實驗表明:
電路中感應(yīng)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(yīng)定律。即:E=kΔ/Δt
說明:
、、上式中各物理量都用國際制單位時,k=1;E的單位是伏特(V),的單位是韋伯(W b),t的單位是秒(s)。
、、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體相當于電源。
、邸⒏袘(yīng)電動勢E的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率Δ/Δt,而與磁通量和磁通量的變化量Δ的大小沒有必然的關(guān)系,與電路的電阻R無關(guān);但感應(yīng)電流的大小與E和回路的總電阻R有關(guān)。
、堋⑷糸]合電路是一個n匝線圈,穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,由于n匝線圈可以看作是由n匝線圈串聯(lián)而成,因此整個線圈中的感應(yīng)電動勢是單匝的n倍,即E=nΔ/Δt。
四、練習。
1、關(guān)于電磁感應(yīng),下述說法中正確的是(C)
A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大。
B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零。
C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大。
D、穿過線圈的磁通量的變化越快,感應(yīng)電動勢越大。
2、有一個1000匝的線圈,在0.4S內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb均勻增加到0.09Wb,求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解:由 E,n 得:t
E=1000×(0.09wb—0。01wb)/0.4s =200V
答:線圈中的感應(yīng)電動勢為200V。
五、作業(yè):
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計5
【教學目標】
1、知識與技能:
(1)、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。
(2)、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能區(qū)別Φ、ΔΦ、 。
(3)、理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容、數(shù)學表達式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、會用 解決問題。
2、過程與方法
(1)、通過學生實驗,培養(yǎng)學生的動手能力和探究能力。
(2)、通過推導閉合電路,部分導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學生對不同事物進行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
(2)、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點,引導學生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教學重點】法拉第電磁感應(yīng)定律。
【教學難點】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【教學方法】實驗法、歸納法、類比法
【教具準備】
多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【教學過程】
一、復習提問:
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
答:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2、恒定電流中學過,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?
答:電路閉合,且這個電路中一定有電源。
3、在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的情況下,用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向?
答:由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。
二、引入新課
1、問題1:既然會判定感應(yīng)電流的方向,那么,怎樣確定感應(yīng)電流的強弱呢?
答:既然有感應(yīng)電流,那么就一定存在感應(yīng)電動勢.只要能確定感應(yīng)電動勢的大小,根據(jù)閉合電路歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流大小了.
2、問題2:如圖所示,在螺線管中插入一個條形磁鐵,問
、、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答:有,因為磁通量有變化
、凇⒂懈袘(yīng)電流,是誰充當電源?
答:由恒定電流中學習可知,對比可知左圖中的虛線框內(nèi)線圈部分相當于電源。
③、上圖中若電路是斷開的,有無感應(yīng)電流電流?有無感應(yīng)電動勢?
答:電路斷開,肯定無電流,但仍有電動勢。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么?
答:回路(不一定是閉合電路)中的磁通量發(fā)生變化.
4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,你有什么發(fā)現(xiàn)?
答:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,不論電路是否閉合,只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動勢,但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合,因此研究感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更有意義。(情感目標)
本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢
三、進行新課
(一)、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素
(1)探究目的:感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)?(學生猜測)
(2)探究要求:
、、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管,記錄表針的最大擺幅。
、、迅速和緩慢移動導體棒,記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片,迅速和緩慢的插入拔出螺線管,分別記錄表針的最大擺幅;
(3)、探究問題:
問題1、在實驗中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?
問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系?
問題3:在實驗中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究過程
安排學生實驗。(能力培養(yǎng))
教師引導學生分析實驗,(課件展示)回答以上問題
學生甲:穿過電路的Φ變化 產(chǎn)生E感 產(chǎn)生I感.
學生乙:由全電路歐姆定律知I= ,當電路中的總電阻一定時,E感越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大。
學生丙:磁通量變化相同,但磁通量變化的快慢不同。
可見,感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關(guān),即與磁通量的變化率有關(guān).
把 定義為磁通量的變化率。
上面的實驗,我們可用磁通量的變化率來解釋:
學生甲:實驗中,將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時, 大,I感大,
E感大。
實驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān),磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大,電動勢越大。
(二)、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實驗我們可以發(fā)現(xiàn), 越大,E感越大,即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比,即E∝ 。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
(師生共同活動,推導法拉第電磁感應(yīng)定律的表達式)(課件展示)
E=k
在國際單位制中,電動勢單位是伏(V),磁通量單位是韋伯(Wb),時間單位是秒(s),可以證明式中比例系數(shù)k=1,(同學們可以課下自己證明),則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個N匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時相當于n個單匝線圈串聯(lián)而成,因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?/p>
E=n
1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
、糯磐俊⒋磐康淖兓、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
、聘袘(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
、歉袘(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷
、雀袘(yīng)電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定:
當ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
當ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
當ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意: 為B.S之間的夾角。
4、特例——導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
用課件展示電路,閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,ab的長度為L,以速度v勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?(課件展示)
解析:設(shè)在Δt時間內(nèi)導體棒由原來的位置運動到a1b1,這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得
E= =BLv
這是導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式,需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導線的長度L應(yīng)為有效切割長度
(3)導線運動方向和磁感線平行時,E=0
(4)速度V為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)
問題:當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ,感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎?
用課件展示如圖所示電路,閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中,導體棒以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的.感應(yīng)電動勢。
解析:可以把速度v分解為兩個分量:垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強調(diào):在國際單位制中,上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt:求平均電動勢
E=BLV : v為瞬時值時求瞬時電動勢,v為平均值時求平均電動勢
課堂練習:
例題1:下列說法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
例題2:一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解:由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯(lián)立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數(shù)值可得E=1.6V
例題3、在磁感強度為0.1T的勻強磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD,框電阻不計,上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab,已知金屬絲質(zhì)量為0.2g,電阻R=0.2Ω,不計阻力,求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m/s)
問1:將上題的框架豎直倒放,使框平面放成與水平成30°角,不計阻力,B垂直于框平面,求v ?
答案:(2m/s)
問2:上題中若ab框間有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?
答案:(1.3m/s)
問3:若不計摩擦,而將B方向改為豎直向上,求v ?
答案:(2.67m/s)
問4:若此時再加摩擦μ=0.2,求v ?
答案:(1.6m/s)
【課堂小結(jié)】
1、讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié),其他同學在筆記本上總結(jié),然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
2、認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
3、讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業(yè):第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié),其他同學在筆記本上總
結(jié),然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架,把書本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識,讓學生有收獲成功感。
本節(jié)課,重點是理解法拉第電磁感應(yīng)定律,不要過多的進行訓練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進.
電磁感應(yīng)力學問題教學設(shè)計6
知識與技能
1、理解磁通量和磁通密度的意義
2、能判斷磁通的變化情況
過程與方法
1、能過親自動手、觀察實驗,理解"無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生"的道理
2、知道在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒定律依然適用
3、會利用"產(chǎn)生條件"判定感應(yīng)電流能否產(chǎn)生
情感態(tài)度與價值觀
4、培養(yǎng)學生動手觀察實驗的能力,分析問題,解決問題的能力
5、培養(yǎng)學生實事求是的科學精神、堅持不懈地探究新理論的精神
使學生認識"從個性中發(fā)現(xiàn)共性,再從共性中理解個性,從現(xiàn)象認識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點
教學重點
如何判斷磁通量有無變化
教學難點及難點突破
通過能量守恒、能量轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系理解磁能量的概念
教學方法
邊實驗邊講解
教學用具
演示用的電流表,蹄形磁鐵、條形磁鐵、鐵架臺、線圈、螺線管、渭動變阻器、電鍵、電源、導線
教學過程
教師活動預(yù)設(shè)學生活動預(yù)計課堂情況隨筆
引入:在漫長的人類歷史長河中,隨著科學技術(shù)的發(fā)展進步,重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明相繼問世,極大地解放了生產(chǎn)力,推動了人類社會的發(fā)展,尤其是我們剛剛跨過的20世紀,更是科學技術(shù)飛速發(fā)展的時期,經(jīng)濟建議離不開能源,最好的能源就是電能,人類的生產(chǎn)生少,經(jīng)濟建設(shè)各方面都離不開電能,飲水思源,我們不能忘記為人類利用電能做出卓越貢獻的科學家電法拉第
法拉第在奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后,開始投入到磁生電的探索中,經(jīng)過十處堅持不懈地努力,1831年終于發(fā)現(xiàn)了磁生電的規(guī)律,開辟了人類的`電氣化時代
本節(jié)我們學習電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本知識
回顧已有知識:
描述磁場大小和方向的物理量是什么?
一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場放置,則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
(1)定義:面積為S,垂直勻強磁場B放置,則B與S的乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用Ф表示.
(2)公式:Ф=B·S
(3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意義:磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù).對于同一個平面,當它跟磁場方向垂直時,磁場越強,穿過它的磁感線條數(shù)越多,磁通量就越大.當它跟磁場方向平行時,沒有磁感線穿過它,則磁通量為零.
注意:當平面跟磁場方向不垂直時,穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積.即Ф=B·Ssinθ,(θ為平面與磁場方向之間的夾角)(如圖所示)
引導:觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,分析產(chǎn)生感電流的條件
過渡:閉合電路的一部分導體切割磁感線時,穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化.如果導體和磁場不發(fā)生相對運動,而讓穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
在觀察實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,引導學生分析上述現(xiàn)象的物理過程:因為電流所激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強度B總是正比于電流強度I,即B∝I.電路的閉合或斷開控制了電流從無到有或從有到無的變化;變阻器是通過改變電阻來改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場的變化,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的變化--磁通量發(fā)生變化,閉合電路中產(chǎn)生電流.
課前預(yù)習
復習初中的中切割磁感線知識,搜集法拉第的生平資料
同學回答:磁感應(yīng)強度
實驗1:
導體不動;
導體向上、向下運動;
導體向左或向右運動.
引導學生觀察實驗并進行概括.
歸納:閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時,電路中就有電流產(chǎn)生.
用計算機模擬"切割磁感線"的運動.(看課件產(chǎn)生條件部分)
理解"導體做切割磁感線運動"的含義:切割磁感線的運動,就是導體運動速度的方向和磁感線方向不平行.
問:導體不動,磁場動,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
實驗2:
用計算機模擬"條形磁鐵插入、拔出螺線管.(看課件產(chǎn)生條件部分)
注意:條形磁鐵插入、拔出時,彎曲的磁感線被切割,電路中有感應(yīng)電流.
引導學生觀察實驗并進行概括:無論是導體運動,還是磁場運動,只要導體和磁場之間發(fā)生切割磁感線的相對運動,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
教師活動預(yù)設(shè)學生活動預(yù)計課堂情況隨筆
用計算機模擬電路中S斷開、閉合,滑動變阻器滑動時,穿過閉合電路磁場變化情況:(看課件產(chǎn)生條件部分)
不論是導體做切割磁感線的運動,還是磁場發(fā)生變化,實質(zhì)上都是引起穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化
師生一起分析:電磁感應(yīng)的本質(zhì)是其他形式的能量和電能的轉(zhuǎn)化過程。
(三)課堂小結(jié)
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.這里關(guān)鍵要注意"閉合"與"變化"兩詞.就是說在閉合電路中有磁通量穿過但不變化,即使磁場很強,磁通量很大,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.當然電路不閉合,電流也不可能產(chǎn)生.
(四)布置作業(yè)
1.閱讀194頁閱讀材料.
2.將練習一(1)、(2)做在作業(yè)上.
3.課下完成其他題目.
綜上所述,總結(jié)出:
1.不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
(1)電路必須閉合;
(2)磁通量發(fā)生變化.
引導學生分析磁通量發(fā)生變化的因素:
由Ф=B·Ssinθ可知:當
、俅鸥袘(yīng)強度B發(fā)生變化;
、诰圈的面積S發(fā)生變化;
、鄞鸥袘(yīng)強度B與面積S之間的夾角θ發(fā)生變化.這三種情況都可以引起磁通量發(fā)生變化.
舉例
(1)閉合電路的一部分導體切割磁感線:
(2)磁場不變,閉合電路的面積變化:
(3)線圈面積不變,線圈在不均勻磁場中運動;
(4)線圈面積不變,磁場不斷變化:
結(jié)論:不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
作業(yè)情況反饋
學生對整個線圈在勻強中運動時是否有感應(yīng)電流的判斷題目出錯率比較高,說明學生對感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件____磁通量變化,還不十分理解.
教育教學反思及后記
磁通量部分原想讓同學通過自學掌握磁通量的概念,而講解重點放在磁通量變化大,可是二(4)班的學生課堂自學習慣不好,所以對整個課堂的教學影響較大,有幾個關(guān)鍵點還沒完全講透,就到了下課時間了。
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