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视频标签：法拉第,电磁感应定律
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视频课题：高中物理人教版选修3-2第四章第四节法拉第电磁感应定律-湖北省
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教版选修3-2第四章第四节法拉第电磁感应定律-湖北省
教学目标
1.记感应电动势的概念。
2.熟练操作实验并得出结论。
3.会利用法拉第电磁感应定律计算电动 势。
4.会推导公式E=Blυ,并计算电动势
5.记反电动势。
2学情分析
1学生已经熟练里电磁感应的三个试验,也会控制变量法,所以采用实验为主线,合作探究为主轴,一课两考为保证。
3重点难点
1三个实验的操作,规律总结
2定律的基本应用。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学目标
4.1.2学时重点
4.1.3学时难点
4.1.4教学活动
活动1【练习】【课前检测】
学生课前预习,课前检测评价预习效果
1.关于电磁感应,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大。
B.穿过线圈的磁通量为0,感应电动势一定为0。
C.穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大。
D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
2.有一个线圈100匝,在0.4S内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.06Wb,则线圈中的感应电动势为 。
3.对照右边实验,产生电磁感应的条件是什么 ?
4.对照右边电路图,电路中产生持续电流的条件是什么 ?
活动2【导入】【新课引入】
一、感应电动势
1.在电磁感应中产生的电动势叫做感应电动势
2.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源
活动3【活动】【合作探究】 二、实验
二、实验 对照下面甲、乙、丙三幅图,做实验时要注意观察电流计指针的偏转情况,将观
察到的现象记录在下列表格中。(每六人一组,组内每两人合作做其中一个,同时完成甲、 乙、丙三个实验,最后六人合作总结结论)
1.如甲图所示:电流计用小量程
① 将导体AB两次从一个蹄形磁铁中同一位置以快慢不同的速度移出。
② 将导体AB分别从两个蹄形磁铁和一个蹄形磁铁中的同一位置以相同的速度移出。
2.如乙图所示:利用图乙所示的装置, 电流计用大量程,每次都先将条形磁铁插入线圈中保持静止。同一条形磁铁从同一位置以快慢不同的速度从线圈中抽出到同一位置。
3.如丙图所示:按图丙所示装置连接电路, 电流计用小量程,将滑动变阻器的滑片以大小不同的速度从一侧滑至另一侧。
实 验
比较实验现象:感应电动势大小E与磁通量变化快慢 (“有关”或“无关”)
活动4【讲授】【合作探究】三、电磁感应定律
活动5【讲授】四、导线切割磁感线时的感应电动势
推导:
1.如图所示,把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面跟磁感线垂直。设导轨宽度为l,向右移动的速度为v,在
t 时间内,由原来的位置MN移到M1N1,这个过程中线框的面积变化量S= 穿过闭合电路的磁通量的变化量则是 。
由法拉第电磁感应定律E= F/t,由此求得闭合电路额感应电动势E=
2.如果导线的运动方向与导线本身垂直的,但与磁感线方向有一夹角θ,速度v可以分解为两个分量:平行于磁感线的分量 V1= 和 垂直于磁感线的分量V2= 。切割磁感线,前者不产生感应电动势,切割磁感线,后者产生的感应电动势为E= ___ = ____ ____
结论:(1)在匀强磁场中,当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时,E=BLv
(2)式中的速度v如果瞬时速度,则求得电动势就是瞬时电动势,如果是平均速度,则求得的E就是平均电动势。
(3)导线与导线的运动方向不垂直时,E=BLv⊥
活动6【讲授】五、反电动势
电路中的电动机在安培力的作用下转动,同时又产生感应电动势,而且它总是 (填“促进”或“阻碍”)通过其中的电流, (填“增强”或“削弱”)电源电动势的作用,故称之为反电动势。
活动7【练习】【合作探究】
1.如图甲所示,面积S为0.2m2、匝数n 为24匝的圆形线圈放在与线圈平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B随时间的变化图象如图乙所示,求:
(1)0s到0.2s感应电动势E1
( 2)0.2 s到0.3s感应电动势E2
(3)0s到0.3s的感应电动势E3
总结提升:
(1)磁通量的变化率ΔΦ/Δt反映的是磁通量变化 .
(2)感应电动势大小与磁通量的变化率ΔΦ/Δt , 感应电动势E与Φ、ΔΦ的大小没有必然的联系,也和电路的电阻R无关。
(3)当回路面积S不变时,磁感应强度B变化时,感应电动势大小E= nSΔB/Δt;当磁感应强度不变时,回路面积S变化时,感应电动势大 小E=
2.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2 a、电阻等于R/2、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触。当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O 时。
(1)画出等效电路.
(2)求金属棒上电流的大小及金属棒两端的电压大小U。
总结提升:
(1)导体切割磁感线时,感应电动势用E=BLυ,磁感应强度B和长度L不变时,当υ是瞬时值时,计算的就是 电动势;当υ是平均值 时,计算的就是 电动势。
(2)比较E=nΔΦ/Δt、E=BLυ。 E=nΔΦ/Δt研究对象是一个回路,E=BLυ研究对象是在磁场中运动的 ,本质是统一的,后者是前 者的一种特殊情况。
活动8【测试】【当堂检测】
1.下列关于感应电动势的说法中正确的是:( )
A.穿过闭合回路的磁通量减小,回路中的感应电动势一定也减小。
B.穿过闭合回路的磁通量变化量越大,回路中的感应电动势也越大。
C.线圈放在磁场越强的位置,产生的感应电动势一定越大。
D.穿过闭合回路的磁通量的变化率不变,回路中的感应电动势也不变。
2. 如图甲所示,环形线圈的匝数n=100,它的两个端点a和b间接有一理想电压表,线圈内磁通量的变化规律如图乙所示,则电压表示数 大小U= 。
3.如上图所示,磁感应强度为B,导轨间距为L,定值电阻大小为R,导体棒ab电阻也为R,导体棒ab以速度υ向右运动, 相当于电源 定值电阻两端电压大小U=
4. 如图所示,半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形区域。当磁感应强度以△B/△t的变化率均匀变化时,线圈中产生感生电动势的大小为 _____ 。
活动9【作业】【课后拓展】
1.如图所示,一个足够长的U形金属导轨固定在水平面内,两导轨间的宽度L=0.50m,一根均匀金属棒ab横跨在导轨上且接触良好.该轨道平面处在磁感应强度大小B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当金属棒以a=4.0m/s2的加速度做初速度为零的匀加速运动,求:
(1)t=5s时的瞬时感应电动势大小;
(2)0s 到5s末的平均感应电动势大小。
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