人教版選修11 法拉第電磁感應(yīng)定律 第1課時 教案.docx

課題1.2法拉第電磁感應(yīng)定律課型新授課主備人授課人授課班級授課時間教學(xué)目標(biāo)知識與技能：（1）、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。（2）、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別、。（3）、理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式。（4）、知道e=blvsin如何推得。（5）、會用解決問題。過程與方法（1）、經(jīng)歷學(xué)生實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。（2）、通過推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式e=blv，掌握運(yùn)用理論知識探究問題的方法。情感態(tài)度與價值觀（1）、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題，培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個性的辯證唯物主義思想。（2）、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生把握主要矛盾。教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)難點(diǎn)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。教學(xué)方法實(shí)驗法、歸納法、類比法教 學(xué) 過 程一、復(fù)習(xí)提問：1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？答：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。2、恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？答：電路閉合，且這個電路中就一定有電源。3、在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？答：由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向二、引入新課1、問題1：既然會判定感應(yīng)電流的方向，那么，怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢？ 答：既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動勢只要能確定感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流了2、問題2：如圖所示，在螺線管中插入一個條形磁鐵，問、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?答：有，因磁通量有變化、有感應(yīng)電流,是誰充當(dāng)電源?答：由恒定電流中學(xué)習(xí)可知，對比可知左圖中的虛線框部分相當(dāng)于電源。、上圖中若電路是斷開的，有無感應(yīng)電流電流？有無感應(yīng)電動勢？答：電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？答：回路中的磁通量發(fā)生變化4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件你有什么發(fā)現(xiàn)？答：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢，但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合，因此研究感應(yīng)電動勢更有意義。（情感目標(biāo)）本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢三、進(jìn)行新課（一）、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素（1）探究目的：感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)？（學(xué)生猜測）（2）探究要求：、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管，記錄表針的最大擺幅。 、迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒，記錄表針的最大擺幅。、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片，迅速和緩慢的插入拔出螺線管，分別記錄表針的最大擺幅；（3）、探究問題：問題1、在實(shí)驗中，電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么？問題2：電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系？問題3：在實(shí)驗中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ （4）、探究過程安排學(xué)生實(shí)驗。（能力培養(yǎng)）教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗，（課件展示）回答以上問題學(xué)生甲：穿過電路的變化產(chǎn)生e感產(chǎn)生i感.學(xué)生乙：由全電路歐姆定律知i=，當(dāng)電路中的總電阻一定時，e感越大，i越大，指針偏轉(zhuǎn)越大。學(xué)生丙：磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。可見，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關(guān)，即與磁通量的變化率有關(guān).把定義為磁通量的變化率。上面的實(shí)驗，我們可用磁通量的變化率來解釋：學(xué)生甲：實(shí)驗中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）時，大，i感大，e感大。實(shí)驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，磁通量的變化越快電動勢越大,磁通量的變化越慢電動勢越小。（二）、法拉第電磁感應(yīng)定律從上面的實(shí)驗我們可以發(fā)現(xiàn)，越大，e感越大，即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實(shí)驗表明：電路中感應(yīng)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。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。（師生共同活動，推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式）（課件展示）e=k在國際單位制中，電動勢單位是伏（v），磁通量單位是韋伯（wb），時間單位是秒（s），可以證明式中比例系數(shù)k=1，（同學(xué)們可以課下自己證明），則上式可寫成e=設(shè)閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)閑=n1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比2.公式:=n3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷感應(yīng)電動勢的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定：當(dāng)cos則tcos當(dāng)cos則tcos當(dāng)(cos)則（cos）t4、特例導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢用課件展示如圖所示電路，閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，ab的長度為l，以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢？（課件展示） 解析：設(shè)在t時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運(yùn)動到a1b1，這時線框面積的變化量為s=lvt穿過閉合電路磁通量的變化量為=bs=blvt據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得e=blv這是導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式，需要理解（1）b,l,v兩兩垂直（2）導(dǎo)線的長度l應(yīng)為有效長度（3）導(dǎo)線運(yùn)動方向和磁感線平行時，e=0（4）速度v為平均值（瞬時值），e就為平均值（瞬時值）問題：當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動方向跟磁感線方向有一個夾角，感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎？用課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsin和平行于磁感線的分量v2=vcos。后者不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e=blv1=blvsin強(qiáng)調(diào)：在國際單位制中，上式中b、l、v的單位分別是特斯拉（t）、米（m）、米每秒（m/s），指v與b的夾角。5、公式比較與功率的兩個公式比較得出e=/t：求平均電動勢e=blv ： v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值時求平均電動勢課堂練習(xí)：例題1：下列說法正確的是（ d ）a、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大b、線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大c、線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大d、線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大例題2：一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1t增加到9t。求線圈中的感應(yīng)電動勢。解：由電磁感應(yīng)定律可得e=n/t 由 聯(lián)立可得e=n /t代如數(shù)值可得例題3、如圖所示，在磁感強(qiáng)度為0.1t的勻強(qiáng)磁場中有一個與之垂直的金屬框abcd，框電阻不計，上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab，已知金屬絲質(zhì)量為0.2g，電阻r0.2，不計阻力，求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4ms)問1：將上題的框架豎直倒放，使框平面放成與水平成30角，不計阻力，b垂直于框平面，求v？答案：(2ms)問2：上題中若ab框間有摩擦阻力，且0.2，求v？答案：(1.3ms)問3：若不計摩擦，而將b方向改為豎直向上，求v？答案：(2.67ms)問4：若此時再加摩擦0.2，求v？答案：(1.6ms)問5：如圖所示在問2中的bc中間加0.3v、r0.8的電池，求v？答案：(20ms)問6：上題中若有摩擦，0.2，求v？問7：b改為豎直向上，求v？問8：將電池反接時的各種情況下，求v？【課堂小結(jié)】1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。2、認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架?！景鍟O(shè)計】1.2法拉第電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動勢二、電磁感應(yīng)定律1內(nèi)容2表達(dá)式e=n/t：求平均電動勢e=blv ： v為瞬時值時求瞬時電動勢，v為平均值求平均電動勢3.定律的理解:磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別、t感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷感應(yīng)電動勢的不同表達(dá)式由磁通量的的因素決定：當(dāng)cos則tcos當(dāng)cos則tcos當(dāng)(cos)則（cos）t【布置作業(yè)】1.如圖所示的導(dǎo)體棒的長度為l，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，棒運(yùn)動的速度均為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為blv的是()解析：選d當(dāng)b、l、v三個量方向相互垂直時，eblv；a選項中b與v不垂直；b、c選項中b與l平行，e0；只有d選項中三者互相垂直，d正確。2.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線mn右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑cd始終與mn垂直。從d點(diǎn)到達(dá)邊界開始到c點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論錯誤的是()a感應(yīng)電流方向不變bcd段直導(dǎo)線始終不受安培力c感應(yīng)電動勢最大值ebavd感應(yīng)電動勢平均值bav解析感應(yīng)電動勢公式e只能用來計算平均值，利用感應(yīng)電動勢公式eblv計算時，l應(yīng)是等效長度，即導(dǎo)線垂直切割磁感線的長度。在閉合電路進(jìn)入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向不變，a正確；根據(jù)左手定則可以判斷，cd段受安培力向下，b錯誤；當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場一半時，等效長度最大為a，這時感應(yīng)電動勢最大為ebav，c正確；感應(yīng)電動勢平均值bav，d正確。答案b3.(多選)如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化，下列說法正確的是()a當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時，線框中的感應(yīng)電流可能減小b當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時，線框中的感應(yīng)電流一定增大c當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時，線框中的感應(yīng)電流一定增大d當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時，線框中的感應(yīng)電流可能不變解析：選ad由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電流的大小取決于磁通量的變化率，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的增與減無關(guān)，選項a、d正確。4穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2 wb，則()a線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2 vb線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2 vc線圈中無感應(yīng)電動勢d線圈中感應(yīng)電動勢保持不變解析：選d由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為：en2 v，感應(yīng)電動勢是一個定值，不隨時間變化，故a、b、c錯誤，d正確。5.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一個水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動的整個過程中不計空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小將()a越來越大b越來越小c保持不變 d無法確定解析：選c金屬棒做平拋運(yùn)動，水平速度v0不變，且水平速度即為金屬棒垂直切割磁感線的速度，故感應(yīng)電動勢保持不變，c正確。6關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()a電源電動勢就是感應(yīng)電動勢b產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源c在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢d電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢解析：選b電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以a錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，即使沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢，b正確，c錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢，d錯誤。7下列說法正確的是()a線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大b線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大c線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大d線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大解析：選d線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢en，即e與成正比，與或的大小無直接關(guān)系；磁通量變化得越快，即越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有d正確。8如圖甲所示線圈的匝數(shù)n100，橫截面積s50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強(qiáng)磁場，設(shè)圖示磁場方向為正，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1 s內(nèi)()a磁通量的變化量為0.25 wbb磁通量的變化率為2.5102 wb/sca、b間電壓為0d在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數(shù)為0.25 a解析：選d通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，若設(shè)2b2s為正，則線圈中磁通量的變化量為b2s(b1s)，代入數(shù)據(jù)即(0.10.4)5