法拉第電磁感覺定律教課方案《法拉第電磁感覺定律》教課方案

【課題】法拉第電磁感覺定律

【教材】人民教育第一版社《物理》選修3-2第1章第四節

【課型】新講課

【課時】1課時

【教材剖析】

內容剖析

經過對教材的剖析本節內容兩個核心一個任務。兩個核心：第一經過實驗說明感覺電動勢的大小與磁通量的變化快慢相關；其次依照法拉第的實

驗給出感覺電動勢的大小與磁通量變化率的關系,而后推導出切割磁感線的一般表達式。一個任務：成立起感覺電動勢這個觀點。

教材的地位和作用

是本章前面三節的理論的數學化，對法拉第電磁感覺的正確立量，是本章的核心重點。又與洛倫茲力相關，與安培力相聯系，是功能關系以及電動勢觀點的實例。

新舊教材的對照2對于感覺電動勢以及電動勢的定義基本持續了舊課本的方式；

不一樣在于提出反電動勢的觀點，與新教材在恒定電流中提出電動勢定義方式相符合，是未了理解電磁感覺過程中的功能關系。

【學生學情剖析】

學生已經學習：產生感覺電流的條件，知道了

判斷感覺電流了方向，以及法拉第的研究歷程，本節學習感覺過程的定量問題。

學生的阻礙：對反電動勢的理解以及做功中的能量變換會產生混雜。

【教課目的】

1、知識與能力

理解感覺電動勢、反電動勢觀點。

理解感覺電動勢與磁通量變化率的關系。

能夠由感覺電動勢定義方以及推導式求解感覺電動勢的大小。

2、過程與方法

經過類比和實驗研究，理解磁通量變化率。

在“電動勢的大小”的實驗過程中，初步學會“科學猜想、設計實驗、剖析考證、概括總結”的科學研究方法，提升著手操作能力和察看剖析能力。33、感情態度與價值觀

經過自己的研究和溝通接感覺應電動勢與磁通量變化率的關系。

在“電動勢的大小”的實驗過程中，領會科學研究的過程，領會成功的愉悅?！局攸c難點】

本節重點：對感覺電動勢大小進行試驗研究和電動勢大小的定量推導

本節難點：對電磁感覺過程中功能關系的理解，以及反電動勢的理解

【教法學法】

教法：以指導學生實驗研究為主，解說法為輔學法：主動研究、相互協作、抽象提煉

【教課準備】

1、敏捷電流計、線圈、條形磁鐵、導線若干

【教課過程】

教師活動學生活動設計企圖

4一、新課引入

多媒體展現：

【發問】：a、b兩圖中，若電路是閉合的，有無電流？

圖b中有電流時，哪一部分相當于電源？

【解說】：線圈既然

是電源，就必定有電動勢，同時線圈的電阻即為電源的內阻。

【跟進追問】：圖b中，若電路不閉合，當條形磁鐵插入或拔出時,有無電流？有無電動勢？

經過實驗觀

察讓學生通

過類比得出

【思慮察看】：物理規律。a圖中有電流，b圖

中條形磁鐵插入或

拔出時，有電流。

【回答】：線圈相當認識電磁感

于電源.應現象中產

生感覺電動

勢的實質

【思慮】

類比a、b兩圖回答：

無電流，有電動勢。

5【跟進追問】：在電

磁感覺現象中，不

論電路能否閉合，

只需穿過電路的磁

通量發生變化，電

路中就有感覺電動

勢。有感覺電動勢

是電磁感覺現象的【猜想】

實質。①與磁通量變化的

提出問題：感覺電大小相關

動勢的大小跟哪些②與磁通量變化的

要素相關呢？快慢相關

一、研究影響感覺

電動勢大小的因【回答】：用電流表

素：取代電阻，在閉合

【指引】：電路電阻一準時，

1．請同學們對影響由閉合電路歐姆定

感覺電動勢大小的律可知，感覺電動

要素進行猜想：勢越大，感覺電流

就越大，可用電流

2．利用圖b裝置如表示數表示感覺電

何進行實驗研究動勢的大小。

培育學生設計實驗的能力

培育學生的合作的能力

6①怎樣比較感覺電

動勢的大小？【回答】：當同一條

形磁鐵從線圈上某

地點開始插入到另

一地點，只需初、

末地點同樣，磁通

量的變化量就相

②怎樣控制磁通量同。插入越快，磁變化量的大小和快通量變化就越快。慢？

進一步讓學生理解感覺電

動勢的推導過程及其含義。

【合作商討】：溝通

實驗結果：

磁通量的變化量就

3．請同學們利用手同樣，插入越快，

中器械進行實驗電流表示數越大，4．請同學們溝通實感覺電動勢越大。

驗結果：說明：感覺電動勢

的大小與磁通量的

變化量的大小無

關，與磁通量變化學生經過實的快慢相關。結論：踐體驗，挖磁通量變化越快，掘出潛意識7感覺電動勢越大?！究偨Y】：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描繪，即單位時間內磁通量的變化量，用公式表示為。能夠t發現，越大，E感t越大，即感覺電動勢的大小完整由磁通量的變化率決定。精準的實驗表明：電路中感覺電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，即E∝。這就是t法拉第電磁感覺定【閱讀思慮】：律。閉合電路中感覺電二、進入新課（導動勢的大小，跟穿出觀點）過這一電路的磁通

中的等效思想

進一步理解等效思想

8二、法拉第電磁感量的變化率成正應定律比?！窘處煴磉_】：紐【嘗試】：：曼、韋伯在對理論和實驗資料進行嚴在時間t=t2－t1內格剖析后，于1845磁通量的變化量為年和1846年先后指ΔΦ=Φ2－Φ1，磁出;通量的變化率為t1．內容：感覺電動勢為E，則E=kt

【指引】2．師生共同推導法拉第電磁感覺定律表達式：

設t1時刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2

時刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時間

t=t2－t1內磁通量

的變化量為多少？磁通量的變化率為

E=t（1）

E=nt（2）

9多少？感覺電動（1）磁通量Φ是穿勢的表達式怎樣表過某一面積的磁感

示？線的條數；磁通量的變化量△

在國際單位制中，Φ=Φ1-Φ2表示磁通電動勢單位是伏量變化的多少，并

V），磁通量單位不波及這類變化所是韋伯（Wb），時經歷的時間；磁通

間單位是秒（s），量的變化率t表示

能夠證明式中比率磁通量變化的快系數k=1，（同學們慢。能夠課下自己證（2）當磁通量很大明），則上式可寫成時，磁通量的變化量△Φ可能很小。設閉合電路是一個同理，當磁通量的匝線圈，且穿過變化量△Φ很大時，每匝線圈的磁通量若經歷的時間很變化率都同樣，這長，則磁通量的變時相當于n個單匝化率也可能較小。線圈串連而成，因（3）磁通量Φ和磁此感覺電動勢變成通量的變化量△Φ說明：的單位是Wb，磁通（1）（2）兩式計算10時取絕對值。量變化率的單位是

【跟進追問】：Wb／s。

磁通量Φ、磁通量（4）磁通量的變化的變化量△Φ、磁量△Φ與電路中感通量的變化率有應電動勢大小沒有t必定關系，穿過電何不一樣？路的△Φ≠0是電路

中存在感覺電動勢

的前提；而磁通量

的變化率與感覺電

動勢的大小相聯

系，越大，電路t

中的感覺電動勢越

大，反之亦然。

（5）磁通量的變化

率，是Φ-t圖象上t

某點切線的斜率。

剖析解答（略）11二、進入新課（加

固理解）

【研究體驗】：

【問題體現】分析：設在t時間

練習：有一個1000內導體棒由本來的

匝的線圈，在0.4s地點運動到a1b1，這

內經過它的磁通量時線框面積的變化從0.02Wb增添到量為S=Lvt

0.09Wb，求穿過閉合電路磁通①線圈的感覺電動量的變化量為勢ΔΦ=BS=BLvt

②假如線圈的電阻據法拉第電磁感覺是10Ω，把一個阻定律，得值為990Ω的電熱E=t=BLv(3)器連結在它兩頭，

經過電熱器的電流分析：可是多大？以把速提出問題：導體切12割磁感線時，感覺度v分解為兩個分電動勢怎樣計算量：垂直于磁感線呢？的重量v1θ和=vsin二、進入新課（深入研究）

三、導線切割磁感線時的感覺電動勢例題：以下圖電路，閉合電路一部分

導

體

平行于磁感線的分

量v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產生感覺電動勢。前者切割磁感線，產生的感覺電動勢

為

E=BLv1=BLvsi

nθ

ab處于勻強磁場中，磁感覺強度為B，ab的長度為L，（1）研究對象不以速度v勻速切割同：E=n的研究對磁感線，求產生的t感覺電動勢？象是一個回路，而E=BLvsinθ研究對象是磁場中運動的一段導體。13（2）物理意義不問題：當導體的運同：E=n求得是t動方向跟磁感線方t時間內的均勻感覺向有一個夾角θ，電動勢，當t→0感覺電動勢可用上時，則E為剎時感面的公式計算嗎？應電動勢；而以下圖電路，閉E=BLvsinθ，假如v合電路的一部分導是某時刻的剎時速體處于勻強磁場度，則E也是該時中，導體棒以v斜刻的剎時感覺電動向切割磁感線，求勢；若v為均勻速產生的感覺電動度，則E為均勻感勢。應電動勢。（3）E=n求得的t［重申］在國電動勢是整個回路際單位制中，上式的感覺電動勢，而中B、L、v的單位不是回路中某部分分別是特斯拉（T）、導體的電動勢。整

米（m）、米每秒個回路的電動勢為

m/s），θ指v與B零，其回路中某段的夾角。導體的感覺電動勢14請同學們比較：公不必定為零。式E=n與（4）E=BLvsinθ和tE=BLvsinθ的差別E=n實質上是統t與聯系一的。前者是后者的一種特別狀況。可是，當導體做切

割磁感線運動時，

用E＝BLvsinθ求E

比較方便；當穿過

電路的磁通量發生

變化，用E=求Et

比較方便。15二、進入新課（加

固理解）

【問題體現】

練習2：

當航天飛機在

圍繞地球的軌道上

飛翔時，從中開釋

一顆衛星，衛星與

航天飛機保持相對

靜止，二者用導電

纜繩相連，這類衛【矛盾】：

星稱為繩系衛星，學生議論后發布見利用它能夠進行多解。

種科學實驗。電動機轉動時產生

現有一顆繩系的感覺電動勢削弱

衛星在地球赤道上了電源的電流，阻

空沿東西方向運礙線圈的轉動。16行。衛星位于航天飛機正上方，它與航天飛機間的距離

是20.5Km，衛星所在地點的地磁場為

B4.6105T，沿水平方

向由南向北。假如航天飛機和衛星的運轉速度是7.6Kms，求纜繩中的感覺電動勢。

二、進入新課（研究原理）

【議論發布建議】：。

電動機停止轉動，

這時就沒有了反電

動勢，線圈電阻一

四、反電動勢般都很小，線圈中

【教師表達】電流會很大，電動

指引學生議論教材機可能會燒毀。這

圖4.3-3中，電動機時，應立刻切斷電線圈的轉動會產生源，進行檢查。感覺電動勢。這個

電動勢是增強了電概括總結：17源產生的電流，仍是削弱了電源的電流？是有益于線圈轉動仍是阻擋線圈的轉動？

教師總結評論。電動機轉動時產生的感覺電動勢削弱了電源的電流，這個電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻擋線圈的轉動。這樣，線圈要保持本來的轉動就一定向電動機供給電能，電能轉變成其余形式的能。

議論：假如電動機因機械阻力過大而停止轉動，會發生什么狀況？這時應采納什么舉措？

經過本節課的學習，我們知道了：

1．什么叫感覺電動

勢

2．計算感覺電動勢

大小的方法

①利用法拉第電磁

感覺定律Ent

②導線切割磁感線

時：EBLvsin

18五、總結概括

講堂小結：

【指引概括】

請同學們對本節課

的學習進行總結

【板書設計】

板書設計

第四節：法拉第電磁

感覺定律

一、研究影響感覺電動勢大小的要素：

方法：控制變量法

結論：磁通量變化越快，感覺電