《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 8.4 電磁感應(yīng)

8.4電磁感應(yīng)教學(xué)目標(biāo)：１．通過了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電磁感應(yīng)定律，形成電與磁的相互作用觀念，逐步建立電與磁相互統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)；能夠靈活運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算和解決相關(guān)問題；能用電磁感應(yīng)有關(guān)內(nèi)容說明電磁技術(shù)的一些應(yīng)用；具有與電磁場(chǎng)相關(guān)的初步的物質(zhì)觀念、相互作用觀念和能量觀念。２．理解既然電能夠產(chǎn)生磁，反過來，磁也應(yīng)該能夠產(chǎn)生電的對(duì)稱思想；體會(huì)科學(xué)家們從對(duì)稱性的角度探究“磁生電”的問題；知道E=?Φ?t聯(lián)系，感悟事物的共性與個(gè)性之間的關(guān)系，體會(huì)辯證唯物主義的方法和觀點(diǎn)。３．通過“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)”實(shí)驗(yàn)，了解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的含義及來源，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成結(jié)論；能主動(dòng)與他人交流實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果。４．了解法拉第在經(jīng)歷不斷的失敗后終于發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象的經(jīng)歷，體會(huì)科學(xué)精神的實(shí)質(zhì)；體會(huì)電磁技術(shù)應(yīng)用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展帶來的影響。教學(xué)重點(diǎn)：感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系；法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律；右手定則。教學(xué)難點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法）；能量守恒角度理解楞次定律。教學(xué)方法：講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)器材：U型磁鐵、條形磁鐵、導(dǎo)體棒、螺線管、滑動(dòng)變阻器、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等多媒體材料：PPT課件教學(xué)過程：新課導(dǎo)入情境創(chuàng)設(shè)：法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄就可以發(fā)電，讓學(xué)生嘗試分析其工作原理。新課講解概念引入：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，由于對(duì)稱性可以提出新的問題：既然電流周圍存在磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)能不能使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？教師展示法拉第線圈圖片或視頻，講解他是如何研究“磁生電”現(xiàn)象的。教師演示導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)：介紹磁通量的概念，并進(jìn)一步提出問題：閉合回路中感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否和磁通量的變化有關(guān)呢?學(xué)生活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量變化有關(guān)？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，嘗試歸納出感應(yīng)電流產(chǎn)生與磁通量變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生根據(jù)課本圖搭建實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中考察(1)開關(guān)閉合的瞬間;(2)開關(guān)斷開的瞬間;(3)閉合開關(guān)后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片;(4)閉合開關(guān)后保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，這四種情況下回路中是否有電流產(chǎn)生。學(xué)生交流結(jié)果并嘗試歸納結(jié)論：只要閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。5、對(duì)感應(yīng)電流的定量分析：法拉第電磁感應(yīng)定律（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中既然存在感應(yīng)電流,那么電路中一定存在電動(dòng)勢(shì),我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（2）疑問：在“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)”的活動(dòng)中,螺線管B就相當(dāng)于電源。如果我們知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,就能根據(jù)閉合電路歐姆定律計(jì)算出感應(yīng)電流的大小。那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)呢?精確的實(shí)驗(yàn)表明:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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。（4）教師給出物理量，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)，得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法：E=n6、例題鞏固情境創(chuàng)設(shè)：磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,指針也固定在鋁框上,假定儀表工作時(shí)指針向右轉(zhuǎn)動(dòng),鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。例題：如圖所示,假設(shè)鋁框的邊長分別為a和b(b足夠長),匝數(shù)為n,電阻為R,鋁框的長邊與x軸平行,鋁框以初速度v0水平地從磁場(chǎng)外進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)過程中速度保持不變,求鋁框中感應(yīng)電流的大小。步驟1：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用剛剛所學(xué)公式求解；步驟2：分析得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與邊長為a的導(dǎo)線部分有關(guān),而與邊長為b的導(dǎo)線部分無關(guān)，提出疑問。步驟3：發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檫呴L為a的導(dǎo)線在做切割磁力線的運(yùn)動(dòng),而邊長為b的導(dǎo)線不做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)。7、導(dǎo)線切割磁力線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法）根據(jù)上述例題的思考與疑問可以提出拓展問題：如何計(jì)算導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？根據(jù)原始公式推導(dǎo)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式：假設(shè)鋁框切割磁力線的長度為L,切割速度為v,在時(shí)間Δt內(nèi),鋁框面積的變化量為ΔS=LvΔt,穿過鋁框的磁通量的變化量為ΔΦ=BΔS=BLvΔt,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=?Φ?t=BLv,與我們上面的計(jì)算結(jié)果相符。所以,當(dāng)鋁框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)8、楞次定律（1）問題導(dǎo)入：當(dāng)條形磁鐵來回插入或拔出螺線管時(shí),我們會(huì)看到電流計(jì)的指針時(shí)而左偏,時(shí)而右偏,這說明感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化。那么,感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)呢?（2）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究：探究影響感應(yīng)電流方向的因素學(xué)生根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)要求記錄四種情況中感應(yīng)電流的方向，并嘗試歸納其中磁鐵運(yùn)動(dòng)方向與感應(yīng)電流方向的關(guān)系。（3）教師總結(jié)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。如何從能量守恒角度理解楞次定律？（4）判斷回路中感應(yīng)電流方向的方法：右手定則伸出右手,使拇指與其他四指垂直并且在同一平面內(nèi),將右手放入磁場(chǎng)中,讓磁力線垂直穿過掌心,并使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,則四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。課堂小結(jié)知識(shí)梳理：總結(jié)課上所提出的新的概念：法拉第電磁