人教版選修11 法拉第電磁感應定律 第1課時 教案.docxVIP

課題1.2法拉第電磁感應定律課型新授課主備人授課人授課班級授課時間教學目標知識與技能：（1）、知道感應電動勢,及決定感應電動勢大小的因素。（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、。（3）、理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式。（4）、知道e=blvsin如何推得。（5）、會用解決問題。過程與方法（1）、經歷學生實驗，培養(yǎng)學生的動手能力和探究能力。（2）、通過推導導線切割磁感線時的感應電動勢公式e=blv，掌握運用理論知識探究問題的方法。情感態(tài)度與價值觀（1）、從不同物理現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）、通過比較感應電流、感應電動勢的特點，引導學生把握主要矛盾。教學重點法拉第電磁感應定律教學難點感應電流與感應電動勢的產生條件的區(qū)別。教學方法實驗法、歸納法、類比法教 學 過 程一、復習提問：1、在電磁感應現象中，產生感應電流的條件是什么？答：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產生感應電流。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，且這個電路中就一定有電源。3、在發(fā)生電磁感應的情況下，用什么方法可以判定感應電流的方向？答：由楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向二、引入新課1、問題1：既然會判定感應電流的方向，那么，怎樣確定感應電流的強弱呢？ 答：既然有感應電流，那么就一定存在感應電動勢只要能確定感應電動勢的大小，根據歐姆定律就可以確定感應電流了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，因磁通量有變化、有感應電流,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部分相當于電源。、上圖中若電路是斷開的，有無感應電流電流？有無感應電動勢？答：電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。3、產生感應電動勢的條件是什么？答：回路中的磁通量發(fā)生變化4、比較產生感應電動勢的條件和產生感應電流的條件你有什么發(fā)現？答：在電磁感應現象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應電動勢，但產生感應電流還需要電路閉合，因此研究感應電動勢更有意義。（情感目標）本節(jié)課我們就來一起探究感應電動勢三、進行新課（一）、探究影響感應電動勢大小的因素（1）探究目的：感應電動勢大小跟什么因素有關？（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。、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，電流表指針偏轉原因是什么？問題2：電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系？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：穿過電路的變化產生e感產生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，指針偏轉越大。學生丙：磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同?？梢姡袘妱觿莸拇笮「磐孔兓退脮r間都有關，即與磁通量的變化率有關.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。實驗結論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關，磁通量的變化越快電動勢越大,磁通量的變化越慢電動勢越小。（二）、法拉第電磁感應定律從上面的實驗我們可以發(fā)現，越大，e感越大，即感應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定律。（師生共同活動，推導法拉第電磁感應定律的表達式）（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k=1，（同學們可以課下自己證明），則上式可寫成e=設閉合電路是一個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個單匝線圈串聯而成，因此感應電動勢變?yōu)閑=n1.內容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比2.公式:=n3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比感應電動勢的方向由楞次定律來判斷感應電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定：當cos則tcos當cos則tcos當(cos)則（cos）t4、特例導線切割磁感線時的感應電動勢用課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為b，ab的長度為l，以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢？（課件展示） 解析：設在t時間內導體棒由原來的位置運動到a1b1，這時線框面積的變化量為s=lvt穿過閉合電路磁通量的變化量為=bs=blvt據法拉第電磁感應定律，得e=blv這是導線切割磁感線時的感應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應為有效長度（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，感應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，求產生的感應電動勢。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=vsin和平行于磁感線的分量v2=vcos。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應電動勢為e=blv1=blvsin強調：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），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=/t：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，線圈中產生的感應電動勢一定越大b、線圈中的磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大c、線圈處在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大d、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產生的感應電動勢越大例題2：一個匝數為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s內穿過它的磁場從1t增加到9t。求線圈中的感應電動勢。解：由電磁感應定律可得e=n/t 由 聯立可得e=n /t代如數值可得例題3、如圖所示，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，已知金屬絲質量為0.2g，電阻r0.2，不計阻力，求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4ms)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：(2ms)問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且0.2，求v？答案：(1.3ms)問3：若不計摩擦，而將b方向改為豎直向上，求v？答案：(2.67ms)問4：若此時再加摩擦0.2，求v？答案：(1.6ms)問5：如圖所示在問2中的bc中間加0.3v、r0.8的電池，求v？答案：(20ms)問6：上題中若有摩擦，0.2，求v？問7：b改為豎直向上，求v？問8：將電池反接時的各種情況下，求v？【課堂小結】1、讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。2、認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。3、讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。【板書設計】1.2法拉第電磁感應定律一、感應電動勢二、電磁感應定律1內容2表達式e=n/t：求平均電動勢e=blv ： v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值求平均電動勢3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比感應電動勢的方向由楞次定律來判斷感應電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定：當cos則tcos當cos則tcos當(cos)則（cos）t【布置作業(yè)】1.如圖所示的導體棒的長度為l，處于磁感應強度為b的勻強磁場中，棒運動的速度均為v，則產生的感應電動勢為blv的是()解析：選d當b、l、v三個量方向相互垂直時，eblv；a選項中b與v不垂直；b、c選項中b與l平行，e0；只有d選項中三者互相垂直，d正確。2.如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線mn右側有磁感應強度為b的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑cd始終與mn垂直。從d點到達邊界開始到c點進入磁場為止，下列結論錯誤的是()a感應電流方向不變bcd段直導線始終不受安培力c感應電動勢最大值ebavd感應電動勢平均值bav解析感應電動勢公式e只能用來計算平均值，利用感應電動勢公式eblv計算時，l應是等效長度，即導線垂直切割磁感線的長度。在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，a正確；根據左手定則可以判斷，cd段受安培力向下，b錯誤；當半圓閉合回路進入磁場一半時，等效長度最大為a，這時感應電動勢最大為ebav，c正確；感應電動勢平均值bav，d正確。答案b3.(多選)如圖所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度隨時間變化，下列說法正確的是()a當磁感應強度增加時，線框中的感應電流可能減小b當磁感應強度增加時，線框中的感應電流一定增大c當磁感應強度減小時，線框中的感應電流一定增大d當磁感應強度減小時，線框中的感應電流可能不變解析：選ad由法拉第電磁感應定律可知，感應電流的大小取決于磁通量的變化率，與磁感應強度的增與減無關，選項a、d正確。4穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2 wb，則()a線圈中感應電動勢每秒鐘增加2 vb線圈中感應電動勢每秒鐘減少2 vc線圈中無感應電動勢d線圈中感應電動勢保持不變解析：選d由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢為：en2 v，感應電動勢是一個定值，不隨時間變化，故a、b、c錯誤，d正確。5.如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一個水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設運動的整個過程中不計空氣阻力，則金屬棒在運動過程中產生的感應電動勢大小將()a越來越大b越來越小c保持不變 d無法確定解析：選c金屬棒做平拋運動，水平速度v0不變，且水平速度即為金屬棒垂直切割磁感線的速度，故感應電動勢保持不變，c正確。6關于感應電動勢，下列說法中正確的是()a電源電動勢就是感應電動勢b產生感應電動勢的那部分導體相當于電源c在電磁感應現象中沒有感應電流就一定沒有感應電動勢d電路中有電流就一定有感應電動勢解析：選b電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應產生的，所以a錯誤；在電磁感應現象中，產生感應電動勢的那部分導體相當于電源，即使沒有感應電流，也可以有感應電動勢，b正確，c錯誤；電路中的電流可能是由化學電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應電動勢，d錯誤。7下列說法正確的是()a線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大b線圈中磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大c線圈處在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大d線圈中磁通量變化得越快，線圈中產生的感應電動勢越大解析：選d線圈中產生的感應電動勢en，即e與成正比，與或的大小無直接關系；磁通量變化得越快，即越大，產生的感應電動勢越大，故只有d正確。8如圖甲所示線圈的匝數n100，橫截面積s50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁場的磁感應強度隨時間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1 s內()a磁通量的變化量為0.25 wbb磁通量的變化率為2.5102 wb/sca、b間電壓為0d在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數為0.25 a解析：選d通過線圈的磁通量與線圈的匝數無關，若設2b2s為正，則線圈中磁通量的變化量為b2s(b1s)，代入數據即(0.10.4)5