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电磁感应力学问题教学设计(精选6篇)
作为一名专为他人授业解惑的人民教师,编写教学设计是必不可少的,教学设计要遵循教学过程的基本规律,选择教学目标,以解决教什么的问题。教学设计应该怎么写呢?以下是小编精心整理的电磁感应力学问题教学设计(精选6篇),供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
电磁感应力学问题教学设计1
(一)教学目的
1.知道电磁感应现象及其产生的条件。
2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。
3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。
(二)教具
蹄形磁铁4~6块,漆包线,演示用电流计,导线若干,开关一只。
(三)教学过程
1.由实验引入新课
重做奥斯特实验,请同学们观察后回答:
此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象?
(奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场)
进一步启发引入新课:
奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系,说明电可以生磁,那么,我们可不可以反过来进行逆向思索:磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验,进行探索研究。
2.进行新课
(1)通过实验研究电磁感应现象
板书:〈一、实验目的:探索磁能否生电,怎样使磁生电。〉
提问:根据实验目的,本实验应选择哪些实验器材?为什么?
师生讨论认同:根据研究的对象,需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。
教师展示以上实验器材,注意让学生弄清蹄形磁铁的N、s极和磁感线的方向,然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。
进一步提问:如何做实验?其步骤又怎样呢?
我们先做如下设想:电能生磁,反过来,我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验,探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。
用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。
教师按实验步骤进行演示,学生仔细观察,每完成一个实验步骤后,请学生将观察结果填写在上面表格里。
实验完毕,提出下列问题让学生思考:
上述实验说明磁能生电吗?(能)
在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时)
为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢?
(师生讨论分析:左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线,所以不产生感应电流。)
通过此实验可以得出什么结论?
学生归纳、概括后,教师板书:
〈实验表明:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。〉
教师指出:这就是我们本节课要研究的主要内容—电磁感应现象。
板书课题:〈第一节电磁感应〉
讲述:电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的`。他经过十年坚持不懈的努力,才发现了这一现象。这种热爱科学。坚持探索真理的可贵精神,值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系,导致了发电机的发明,开辟了电的时代,所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。
(2)研究感应电流的方向
提问:我们知道,电流是有方向的,那么感应电流的方向是怎样的呢?它的方向与哪些因素有关呢?请同学们观察下面的实验。
演示实验:保持上述实验装置不变,反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向,请同学们仔细观察电流表的偏转方向。
提问:同学们观察到了什么现象?
(磁场方向、导体运动方向变化时,指针偏转的方向也发生变化,即电流的方向也随着变化)。
通过这一现象我们可以得出什么样的结论呢?
学生归纳、概括后,老师板书:
〈二、导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。〉
(3)研究电磁感应现象中能的转化
教师提出下列问题,引导学生讨论回答:
在电磁感应现象中,导体作切割磁感线运动,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(机械能)
得到了什么能?(电能)
在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化?(机械能与电能的转化)
板书:〈三、在电磁感应现象中,机械能转化为电能〉
3.小结
在这节课中,我们采用了什么方法,探索研究了哪几个问题?
4.布置作业课本上的练习1、2题。
(四)说明
1.这节课的关键是设计并做好演示实验,实验的可见度要大。有条件的学校可改做学生实验或用幻灯演示。
2.要在学生观察实验的基础上,提出明确的问题,让学生积极思考、讨论,并对实验现象加以归纳、概括,培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。
电磁感应力学问题教学设计2
教学内容:
1、“电磁感应”是在第三册“电流的磁效应”和第五册“磁场对电流的作用”后进行的教学,使学生对“电与磁相互作用的内容”有了较完整的认识,具有承前的作用,是知识的自然延续;“电磁感应”为以后学习发电机的内容打下理论基础,并为学习能的转化和守恒提供前置知识,具有启后作用。
2、法拉第电磁感应的`发现,为电能的大规模应用创造了条件,在人类的发展史上具有划时代的意义,充分说明了科学技术推动社会的发展。
学情分析:
学生经过近二年半自然科学的学习,已具备了电、磁的初步知识,知道了电能产生磁和磁场对电流的有作用等方面的知识,也初步具备了电学实验操作技能和初步的观察、分析、归纳能力,但理性思维的能力还不强,在分析感应电流产生的条件时会遇到一定的困难。
教学目标:
一、认知目标:
1、知道是法拉第发现了电磁感应现象。
2、能描述电磁感应现象,分析产生感应电流的条件。
3、列举影响感应电流产生的条件和影响电流的因素。
二、能力目标:
1、培养实验设计和操作能力。
2、培养分析、归纳能力,
3、培养对实验现象的描述和交流能力。
三、情感、态度和价值观
1、激发学生对科学的好奇性和求知欲。
2、培养实事求是记录实验现象的态度。
3、感受科学技术对社会发展的作用。
教学重点:
1、理解电磁感应现象。
教学难点:
1、对“切割磁感应线”的理解。
教学策略:
1、变演示实验为演示与学生随堂实验并进。
2、采用实验探究法。
3、辅助于多媒体课件解决教学难点。
教学过程:
一、情景创设:
1、多媒体播放“电的使用”问题产生(电从何来)
学生提出猜想:(电池?发电机?摩擦起电?)
2、复习电流产生的磁场(奥斯特)导引学生猜想,问题2能用磁场产生电流吗?
二、设计、操作实验并交流结果
(教师引导实验设计、操作)演示实验与学生随堂实验同时进行。
交流实验结果(1):能用磁场产生电流。
问题3:利用磁场产生电流是否需要条件;(学生提出假设:“要”或“不要”)
实验条件控制:
(1)闭合或断开电路
(2)不同方向移动导线(与磁感应线垂直、斜、平行)
交流结果
(1)电路断开不能产生电;导线运动方向与磁感应线方向平行不能产生电流。
“利用磁场产生电流”需要条件。
阅读课文,描述电磁感应现象,
难点解释:多媒体课件演示实验,重点演示切割和没有切割。
学生列举产生感应电流的条件。(闭合、一部分、切割)
(补充指出如果电路没有闭合,导体两端会产生感生电压)
问题4:感应电流的方向?
教师提示考虑因素(磁场方向与导线切割方向)
学生自已设计实验、操作。
交流结果
(2)感就电流的方向与磁场方向和切割磁感应线方向有关。
小结:法拉第发现了电磁感应现象,从而为发电机的发明打下了理论基础,使人们对电的大规模利用成了可能。
学生交流对电磁感应的看法。(现象、条件、结果、应用、体会等)
提出思考题:电磁感应中能量是怎样转化的,(互相交流、并阅读课本)
作业:
1、配套练习相关作业。
2、完成调查报告:电在我家中
电磁感应力学问题教学设计3
一、教学任务分析
电磁感应现象是在初中学过的电磁现象和高中学过的电场、磁场的基础上,进一步学习电与磁的关系,也为后面学习电磁波打下基础。
以实验创设情景,通过对问题的讨论,引入学习电磁感应现象,通过学生实验探究,找出产生感应电流的条件。用现代技术手段“DIS实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流,使学生感受现代技术的重要作用。
通过“历史回眸”,介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家的献身精神,懂得学习、继承、创新是科学发展的动力。
在探究感应电流产生的条件时,使学生感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法,经历提出问题→猜想假设→设计方案→实验验证的科学探究过程;在学习法拉第发现电磁感应现象的过程时,体验科学家在探究真理过程中的献身精神。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道电磁感应现象及其产生的条件。
(2)理解产生感应电流的条件。
(3)学会用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
2.过程与方法
通过有关电磁感应的探究实验,感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法在得出感应电流产生的条件中的重要作用。
3.情感、态度价值观
(1)通过观察和动手操作实验,体验乐于科学探究的情感。
(2)通过介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
三、教学重点与难点
重点和难点:感应电流的产生条件。
四、教学资源
1、器材
(1)演示实验:
①电源、导线、小磁针、投影仪。
②10米左右长的电线、导线、小磁针、投影仪。
(2)学生实验:
①条形磁铁、灵敏电流计、线圈。
②灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线若干。
③DIS实验:微电流传感器、数据采集器、环形实验线圈。
2、课件:电磁感应现象flash课件。
五、教学设计思路
本设计内容包括三个方面:一是电磁感应现象;二是产生感应电流的条件;三是应用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
本设计的基本思路是:以实验创设情景,激发学生的好奇心。通过对问题的讨论,引入学习电磁感应现象和感应电流的概念。通过学生探究实验,得出产生感应电流的条件。通过“历史回眸”、“大家谈”,介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
本设计要突出的重点和要突破难点是:感应电流的产生条件。方法是:以实验和分析为基础,根据学生在初中和前阶段学习时已经掌握的知识,应用实验和动画演示对实验进行分析,理解产生感应电流的条件,从而突出重点,并突破难点。
本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用,重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与,培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力,使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用;感悟科学家的探究精神,提高学习的兴趣。
完成本设计的内容约需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
情景 演示实验1 奥斯特实验。
演示实验2 摇绳发电
问题:为什么导线中有电流产生?
活动I 自主活动 学生实验1
设问:如何使闭合线圈中产生感应电流?
活动II 学生实验2 探究感应电流产生的条件。
活动III 历史回眸 法拉第发现电磁感应现象的过程。
课件演示 电磁感应现象。
活动Ⅳ DIS学生实验 微弱磁通量变化时的感应电流。
大家谈
3、教学主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过实验观察与讨论,得出电磁感应现象与感应电流。
第二环节,通过学生探究实验,得出感应电流产生的条件;通过 “历史回眸”、“大家谈”,了解法拉第的研究过程,领略科学家的`探究精神。
第三环节,通过DIS实验,了解电磁感应现象在实际生活中的应用。
七、教案示例
(一)情景引入:
1、观察演示实验,提出问题
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现通电直导线能使小磁针发生偏转,从而揭示了电与磁之间的内在联系。
演示实验1 奥斯特实验。
那么,磁能生电吗?
演示实验2 摇绳发电
把一根长10米左右的电线与一导线的两端连接起来,形成一闭合回路,两个学生迅速摇动电线,另一学生将导线放到小磁针上方,观察小磁针是否偏转。
问题1:为什么导线中有电流产生?
2、导入新课
我们可以用这节课学习的知识来回答上面的问题。
(二)电磁感应现象
自奥斯特发现电能生磁之后,历史上许多科学家都在研究“磁生电”这个课题。
介绍瑞士物理学家科拉顿的研究。
自主活动:如何使闭合线圈中产生电流?
学生实验1:把条形磁铁放在线圈中,将灵敏电流计、线圈连成闭合回路,观察灵敏电流计指针是否偏转。
1、电磁感应现象
闭合回路中产生感应电流的现象,叫电磁感应现象。
2、感应电流
由电磁感应现象产生的电流,叫感应电流。
介绍英国物理学家、化学家法拉第的研究。
问题2:法拉第发现的使磁场产生电流的条件究竟是什么?
(三)产生感应电流的条件
学生实验2:探究感应电流产生的条件。
根据所给的器材:灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线等,设计实验方案,使线圈中产生感应电流。
小组交流方案,师生共同讨论产生感应电流的原因。
感应电流产生的条件:闭合回路、磁通量发生变化。
播放flash课件,进一步理解感应电流产生的条件。
介绍“历史回眸”栏目中法拉第发现电磁感应现象的过程。
(四)应用
讨论、解释:
1、书上的示例
2、摇绳发电的原理。
DIS学生实验:微弱磁通量变化时的感应电流。
大家谈
(五)总结(略)
(六)作业布置(略)
电磁感应力学问题教学设计4
教学目标:
一、知识与技能。
1、理解感应电动势的含义,能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率。知道感应电动势与感应电流的区别与联系。
2、理解电磁感应定律的内容和数学表达式。
3.会用电磁感应定律解决有关问题。
二、过程与方法。
1、通过演示实验,定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力;
2、通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步定量揭示电与磁的关系,培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力;
3、使学生明确电磁感应现象中的电路结构通过公式E=nΔ/Δt的理解,并学会初步的应用,提高推理能力和综合分析能力。
三、情感、态度与价值观。
通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程培养学生形成正确的科学态度,学会科学研究方法。
教学重点:
1、感应电动势的定义。
2、电磁感应定律的内容和数学表达式。
3、用电磁感应定律解决有关问题。
教学难点:
1、通过法拉第电磁感应定律的建立。
2、通过公式E=nΔ/Δt的理解。
教具:
投影仪,电子笔,学生电源1台,滑动变阻器1个,线圈15套,条形磁铁14条,U形磁铁1块,灵敏电流计15台,开关1个,导线40条。
教学方法:
探究法。
教学过程:
一、复习。
1、电源:能将其他形式能量转化为电能的装置
2、电动势:电源将其他形式能量转化为电能的本领的大小。
3、闭合电路欧姆定律:内外电阻之和不变时,E越大,I也越大。
4、电磁感应现象:
实验一:导体在磁场中做切割磁感线运动。
实验二:条形磁铁插入或拔出线圈。
实验三:移动滑动变阻器滑片。
感应电流的产生条件:
①闭合回路。
②磁通量发生变化。
二、感应电动势。
1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、在电磁感应现象也伴随着能量的`转化。
3、当磁通量变化而电路没有闭合,感应电流就没有,但仍有感应电动势。
三、电磁感应定律。
1、区别磁通量、磁通量的变化量Δ和磁通量的变化率Δ/Δt。
2、(1)把导体AB和电流计连接起来组成闭合回路,当导体在磁场中做切割磁感线运动。
①导体AB缓慢地切割磁感线。
②导体AB快速地切割磁感线。
现象:缓慢切割时产生的感应电流很小,快速切割时产生的感应电流较大
分析:总电阻一定时,如果I越大,则E越大。
猜想与假设:影响感应电动势的大小的因素可能有哪些? 答:速度V、磁通量的变化Δ或匝数?
(2)①强磁铁和弱磁铁插入后不动。
②将磁铁以较快和较慢速度“同程度”插入线圈。
③将磁铁以较快和较慢速度“同程度”拔出线圈。
现象:磁铁不动时没有电流;磁铁快速插入(或拔出)时电流大; 磁铁较慢插入(或拔出)时电流小。
分析得出结论:
①磁通量不变化时没有感应电动势。
②磁通量变化量Δ相同,所用时间Δt越少,即磁通量变化得越快,感应电动势越大。
推断:感应电动势与磁通和磁通量变化量无直接关系。
(3)①缓慢改变变阻器的电阻。
②较快改变变阻器的电阻。
现象:
①缓慢改变变阻器的电阻时电流计指针偏转较小。
②较快改变变阻器的电阻时电流计指针偏转较大。
分析得出结论:滑动得越快,感应电流越大,电动势越大。
分析得出结论:导线切割的快、磁铁插入的快、滑动变阻器滑片滑得快的实质是磁通量量变化得快。感应电动势的大小是磁通量变化快慢有关,即E与Δ/Δt有关。
4、法拉第电磁感应定律。
精确的实验表明:
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。即:E=kΔ/Δt
说明:
①、上式中各物理量都用国际制单位时,k=1;E的单位是伏特(V),的单位是韦伯(W b),t的单位是秒(s)。
②、产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③、感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率Δ/Δt,而与磁通量和磁通量的变化量Δ的大小没有必然的关系,与电路的电阻R无关;但感应电流的大小与E和回路的总电阻R有关。
④、若闭合电路是一个n匝线圈,穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,由于n匝线圈可以看作是由n匝线圈串联而成,因此整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍,即E=nΔ/Δt。
四、练习。
1、关于电磁感应,下述说法中正确的是(C)
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零,感应电动势一定为零。
C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大。
D、穿过线圈的磁通量的变化越快,感应电动势越大。
2、有一个1000匝的线圈,在0.4S内穿过它的磁通量从0.01Wb均匀增加到0.09Wb,求线圈中的感应电动势。
解:由 E,n 得:t
E=1000×(0.09wb—0。01wb)/0.4s =200V
答:线圈中的感应电动势为200V。
五、作业:
电磁感应力学问题教学设计5
【教学目标】
1、知识与技能:
(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2)、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、 。
(3)、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用 解决问题。
2、过程与方法
(1)、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导闭合电路,部分导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观
(1)、从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
(2)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法
【教具准备】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】
一、复习提问:
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。
3、在发生电磁感应现象的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
二、引入新课
1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?
答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律就可以确定感应电流大小了.
2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?
答:有,因为磁通量有变化
②、有感应电流,是谁充当电源?
答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框内线圈部分相当于电源。
③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势?
答:电路断开,肯定无电流,但仍有电动势。
3、产生感应电动势的条件是什么?
答:回路(不一定是闭合电路)中的磁通量发生变化.
4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件,你有什么发现?
答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过回路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势比感应电流更有意义。(情感目标)
本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜测)
(2)探究要求:
①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅;
(3)、探究问题:
问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
安排学生实验。(能力培养)
教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题
学生甲:穿过电路的Φ变化 产生E感 产生I感.
学生乙:由全电路欧姆定律知I= ,当电路中的总电阻一定时,E感越大,I越大,指针偏转越大。
学生丙:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的.变化率有关.
把 定义为磁通量的变化率。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
学生甲:实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时, 大,I感大,
E感大。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大。磁通量的变化率越大,电动势越大。
(二)、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现, 越大,E感越大,即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比,即E∝ 。这就是法拉第电磁感应定律。
(师生共同活动,推导法拉第电磁感应定律的表达式)(课件展示)
E=k
在国际单位制中,电动势单位是伏(V),磁通量单位是韦伯(Wb),时间单位是秒(s),可以证明式中比例系数k=1,(同学们可以课下自己证明),则上式可写成
E=
设闭合电路是一个N匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于n个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为
E=n
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比
⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断
⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
当ΔΦ=ΔBScosθ则ε=ΔB/ΔtScosθ
当ΔΦ=BΔScosθ则ε=BΔS/Δtcosθ
当ΔΦ=BSΔ(cosθ)则ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意: 为B.S之间的夹角。
4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用课件展示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示)
解析:设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为
ΔS=LvΔt
穿过闭合电路磁通量的变化量为
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
据法拉第电磁感应定律,得
E= =BLv
这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解
(1)B,L,V两两垂直
(2)导线的长度L应为有效切割长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=0
(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为平均值(瞬时值)
问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
用课件展示如图所示电路,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导体棒以v斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。
解析:可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
强调:在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
E=BLV : v为瞬时值时求瞬时电动势,v为平均值时求平均电动势
课堂练习:
例题1:下列说法正确的是( D )
A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
例题2:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
解:由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②联立可得E=n ΔB×S/Δt
代如数值可得E=1.6V
例题3、在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD,框电阻不计,上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab,已知金属丝质量为0.2g,电阻R=0.2Ω,不计阻力,求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m/s)
问1:将上题的框架竖直倒放,使框平面放成与水平成30°角,不计阻力,B垂直于框平面,求v ?
答案:(2m/s)
问2:上题中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?
答案:(1.3m/s)
问3:若不计摩擦,而将B方向改为竖直向上,求v ?
答案:(2.67m/s)
问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v ?
答案:(1.6m/s)
【课堂小结】
1、让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
2、认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
3、让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
【布置作业】选修3-2课本第16页“思考与讨论”
课后作业:第17页1、2、3、5题
【课后反思】
让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总
结,然后请同学评价黑板上的小结内容。让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架,把书本知识转化为自己的知识,让学生有收获成功感。
本节课,重点是理解法拉第电磁感应定律,不要过多的进行训练,不能急于求成,应该循序渐进.
电磁感应力学问题教学设计6
知识与技能
1、理解磁通量和磁通密度的意义
2、能判断磁通的变化情况
过程与方法
1、能过亲自动手、观察实验,理解"无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生"的道理
2、知道在电磁感应现象中能量守恒定律依然适用
3、会利用"产生条件"判定感应电流能否产生
情感态度与价值观
4、培养学生动手观察实验的能力,分析问题,解决问题的能力
5、培养学生实事求是的科学精神、坚持不懈地探究新理论的精神
使学生认识"从个性中发现共性,再从共性中理解个性,从现象认识本质以及事物有普遍联系的辨证唯物主义观点
教学重点
如何判断磁通量有无变化
教学难点及难点突破
通过能量守恒、能量转化之间的关系理解磁能量的概念
教学方法
边实验边讲解
教学用具
演示用的电流表,蹄形磁铁、条形磁铁、铁架台、线圈、螺线管、渭动变阻器、电键、电源、导线
教学过程
教师活动预设学生活动预计课堂情况随笔
引入:在漫长的人类历史长河中,随着科学技术的发展进步,重大发现和发明相继问世,极大地解放了生产力,推动了人类社会的发展,尤其是我们刚刚跨过的20世纪,更是科学技术飞速发展的时期,经济建议离不开能源,最好的能源就是电能,人类的生产生少,经济建设各方面都离不开电能,饮水思源,我们不能忘记为人类利用电能做出卓越贡献的科学家电法拉第
法拉第在奥斯特于1820年发现电流的磁效应后,开始投入到磁生电的.探索中,经过十处坚持不懈地努力,1831年终于发现了磁生电的规律,开辟了人类的电气化时代
本节我们学习电磁感应现象的基本知识
回顾已有知识:
描述磁场大小和方向的物理量是什么?
一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的.我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量.
(1)定义:面积为S,垂直匀强磁场B放置,则B与S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用Ф表示.
(2)公式:Ф=B·S
(3)单位:韦伯(Wb)1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意义:磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数.对于同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量就越大.当它跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零.
注意:当平面跟磁场方向不垂直时,穿过该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积.即Ф=B·Ssinθ,(θ为平面与磁场方向之间的夹角)(如图所示)
引导:观察电磁感应现象,分析产生感电流的条件
过渡:闭合电路的一部分导体切割磁感线时,穿过电路的磁感线条数发生变化.如果导体和磁场不发生相对运动,而让穿过闭合电路的磁场发生变化,会不会在电路中产生电流呢?
在观察实验现象的基础上,引导学生分析上述现象的物理过程:因为电流所激发的磁场的磁感应强度B总是正比于电流强度I,即B∝I.电路的闭合或断开控制了电流从无到有或从有到无的变化;变阻器是通过改变电阻来改变电流的大小的,电流的变化必将引起闭合电路磁场的变化,穿过闭合电路的磁感线条数的变化--磁通量发生变化,闭合电路中产生电流.
课前预习
复习初中的中切割磁感线知识,搜集法拉第的生平资料
同学回答:磁感应强度
实验1:
导体不动;
导体向上、向下运动;
导体向左或向右运动.
引导学生观察实验并进行概括.
归纳:闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时,电路中就有电流产生.
用计算机模拟"切割磁感线"的运动.(看课件产生条件部分)
理解"导体做切割磁感线运动"的含义:切割磁感线的运动,就是导体运动速度的方向和磁感线方向不平行.
问:导体不动,磁场动,会不会在电路中产生电流呢?
实验2:
用计算机模拟"条形磁铁插入、拔出螺线管.(看课件产生条件部分)
注意:条形磁铁插入、拔出时,弯曲的磁感线被切割,电路中有感应电流.
引导学生观察实验并进行概括:无论是导体运动,还是磁场运动,只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动,闭合电路中就有电流产生.
教师活动预设学生活动预计课堂情况随笔
用计算机模拟电路中S断开、闭合,滑动变阻器滑动时,穿过闭合电路磁场变化情况:(看课件产生条件部分)
不论是导体做切割磁感线的运动,还是磁场发生变化,实质上都是引起穿过闭合电路的磁通量发生变化.
3.电磁感应现象中能量的转化
师生一起分析:电磁感应的本质是其他形式的能量和电能的转化过程。
(三)课堂小结
产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化.这里关键要注意"闭合"与"变化"两词.就是说在闭合电路中有磁通量穿过但不变化,即使磁场很强,磁通量很大,也不会产生感应电流.当然电路不闭合,电流也不可能产生.
(四)布置作业
1.阅读194页阅读材料.
2.将练习一(1)、(2)做在作业上.
3.课下完成其他题目.
综上所述,总结出:
1.不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.
2.产生感应电流的条件.
(1)电路必须闭合;
(2)磁通量发生变化.
引导学生分析磁通量发生变化的因素:
由Ф=B·Ssinθ可知:当
①磁感应强度B发生变化;
②线圈的面积S发生变化;
③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化.这三种情况都可以引起磁通量发生变化.
举例
(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线:
(2)磁场不变,闭合电路的面积变化:
(3)线圈面积不变,线圈在不均匀磁场中运动;
(4)线圈面积不变,磁场不断变化:
结论:不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
作业情况反馈
学生对整个线圈在匀强中运动时是否有感应电流的判断题目出错率比较高,说明学生对感应电流的产生条件____磁通量变化,还不十分理解.
教育教学反思及后记
磁通量部分原想让同学通过自学掌握磁通量的概念,而讲解重点放在磁通量变化大,可是二(4)班的学生课堂自学习惯不好,所以对整个课堂的教学影响较大,有几个关键点还没完全讲透,就到了下课时间了。
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