法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計

1、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】1、知識與技能：（ 1）準(zhǔn)確理解法拉第電磁感應(yīng)定律，知道平均電動勢和瞬時電動勢的區(qū)別；（ 2）知道電磁感應(yīng)的兩類情況動生和感生，并會計算動生電動勢和感生電動勢；（ 3）能夠應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解決感應(yīng)電路中的電流、電量問題。2、過程與方法：（ 1）通過課前自主落實導(dǎo)學(xué)案，回憶并強化相關(guān)知識，形成知識結(jié)構(gòu)；（ 2）通過一題多變式的引導(dǎo)思考，在辨析中深入理解法拉第電磁感應(yīng)定律，并學(xué)會對比思考。3、情感、態(tài)度與價值觀通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，體會物理知識的邏輯性和嚴(yán)密性，進(jìn)一步強化理科思維習(xí)慣。【重點難點】1、平均電動勢和瞬時電動勢，感應(yīng)電量的計算2、動生電動勢和感生電動

2、勢，平動切割有效長度，轉(zhuǎn)動切割公式理解記憶【教學(xué)媒體】PPT 課件【教學(xué)過程 】、引入： 搶答物理學(xué)史【搶答題】誰（ 法拉第 ）發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象？誰（紐曼、韋伯 ）導(dǎo)出了電磁感應(yīng)定律？一、法拉第電磁感應(yīng)定律1、表達(dá)式： E n t2、理解： n線圈匝數(shù)， 磁通量的變化快慢t【判斷題】穿過一個回路的磁通量越大，則感應(yīng)電動勢越大？（）穿過一個回路的磁通量變化越大，則感應(yīng)電動勢越大？（）穿過一個回路的磁通量變化越快，則感應(yīng)電動勢越大？（）二、平均電動勢和瞬時電動勢1、t 較長： E平均電動勢nt2、t 0 ： E瞬時電動勢nt【例 1】如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為 n、總電阻為 R 的正方形導(dǎo)線圈

3、abcd 處在一個勻強磁場B 中，初始時刻，線圈平面與磁場方向垂直；現(xiàn)讓線圈繞其一邊ab 以恒定角速度 轉(zhuǎn)動。（ 1）（平均電動勢） 從如圖所示位置轉(zhuǎn)過 90 的過程中，試求線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢E 和通過線圈導(dǎo)線截面的電荷量q；（ 2）（瞬時電動勢） 從如圖所示位置開始計時，試求某時刻t 穿過線圈的磁通量，并定性畫出磁通量 、感應(yīng)電動勢 E 隨時間 t 變化的圖象。ad【小結(jié)】 平均電動勢的價值 用于計算感應(yīng)電量；感應(yīng)電量bc計算步驟 E n IEq I t ，重要結(jié)論： q n tR總R總 若已知 t 圖象（ 隨時間 t 變化的規(guī)律） ，則可用圖象的斜率得到感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律。

4、三、動生電動勢和感生電動勢設(shè) t1 時刻，回路中磁感應(yīng)強度為B1 ，回路有效面積為S1， t2=t1+t 時刻，回路中磁感應(yīng)強度變?yōu)锽2=B1+ B ，回路有效面積為 S2 =S1+S ，則在這個時間t 內(nèi)： B1S BS1B S ， E nS n B S1n B S 。tnB1S ；ttt1、動生電動勢： B 不變， S 變化，則 EnBt2、感生電動勢： B 變化， S 不變，則 EnB S 。t【例 2】如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌處在豎直向下的勻強磁場B 中，兩導(dǎo)軌間距為L、電阻不計，導(dǎo)軌左端接有定值電阻R，一電阻不計的金屬導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好。試求以下各種情況下

5、通過R 的電流大小：（ 1）（動生電動勢平動切割）如圖 ，當(dāng)導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，并以平行于導(dǎo)軌的速度v 向右運動；（ 2）（動生電動勢平動切割） 如圖 ，當(dāng)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌成 角斜放在導(dǎo)軌上，并以垂直導(dǎo)體棒的速度 v 向右下運動；（ 3）（動生電動勢平動切割） 如圖 ，當(dāng)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌成 角斜放在導(dǎo)軌上，并以平行于導(dǎo)軌的速度 v 向右運動；（ 4）（動生電動勢 轉(zhuǎn)動切割） 如圖 ，當(dāng)導(dǎo)體棒繞與導(dǎo)軌上的接觸點以恒定角速度 順時針轉(zhuǎn)動到與導(dǎo)軌成45 時；v vRRRv圖 圖 圖 RRR dd圖 圖 圖 （ 5）（感生電動勢 Bd 處，而磁感應(yīng)強度隨時間按）如圖 ，若將導(dǎo)體棒固定在距左邊為tB B0 kt

6、 規(guī)律變化，其中k 0；（ 6）（感生電動勢 有效面積） 如圖 ，仍將導(dǎo)體棒固定在距左邊為d 處，但磁場只分布在半徑為 r 的圓形區(qū)域內(nèi)，且磁感應(yīng)強度隨時間仍按BB0 kt 規(guī)律變化；（ 7）（動生、 感生同時存在） 如圖 ，導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，并以平行于導(dǎo)軌的速度v 向右運動， t=0時刻，導(dǎo)體棒正好運動到距左邊為d 處，而磁感應(yīng)強度隨時間仍按B B0kt 規(guī)律變化。vR【小結(jié)】計算電動勢前，應(yīng)分清是動生（切割）還是感生，動生d即可用 E nB S 或 EBLv （平動切割）、 E1 BL2（轉(zhuǎn)動切割）圖t2直接求解，感生可直接用E nB S 求解，而不必用 En 。tt對于平動切割問題要注

7、意“有效長度”概念；對所有問題，都要注意“有效面積”概念。四、課堂反饋（課外探究）1、（動生、感生）（2012 全國新課標(biāo)卷）如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心 O、垂直于半圓面的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率B 的大小應(yīng)為t4 B02 B0B0B0A.B.C.D.22、（切割有效長度）（ 2013?河北滄州五校第二次高三聯(lián)考） 在邊長為 L 的等邊三角形區(qū)域 abc 內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強磁場， 一個邊長也為L 的等邊三角形導(dǎo)線框def 在紙面上以某一速度向右勻速運動，底邊ef 始終與磁場的底邊界bc 在同一直線上，如圖所示。取沿順時針的電流為正，在線框通過磁場的過程中，其感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是ABCD【板書設(shè)計】法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一、法拉第電磁感應(yīng)定律1、表達(dá)式：Ent2、理解： n線圈匝數(shù)， 磁通量的變化快慢t二、平均電動勢和瞬時電動勢1、t 較長： E平均電動勢；感應(yīng)電量： E n IEq I t ， q