法拉第电磁感应定律教学设计

教学设计模式第四章电磁感应法拉第电磁感应定律主备教师：李世仙一、内容及其解析：本节课要学的内容法拉第电磁感应定律指的是感应电动势大小的计算，其核心（或关键）是tnE,理解它关键就是要正确理解什么是磁通量的变化率。二、目标及其解析（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、t。（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。（5）、会用tnE解决问题。三、问题诊断分析的一般模式在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是如何运用tnE解决实际问题，产生这一问题是学生没有正确理解“变化量”与“变化率”。四、教学支持条件分析在本节课的教学中，准备使用多媒体课件。五、教学过程设计的一般模式一、学习目标（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、t。（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。（4）、知道E=BLvsinθ如何推得。（5）、会用tnE解决问题。（6）、经历探究实验，培养动手能力和探究能力。（7）、通过推导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二、问题与例题问题一：探究影响感应电动势大小的因素结论:电动势的大小与磁通量的变化有关，磁通量的变化越电动势越大,磁通量的变化越电动势越小。例题：下列说法正确的是（）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问题二：法拉第电磁感应定律1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比2.公式tnE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／Δt⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成⑶感应电动势的方向由来判断例题一：一个匝数为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。问题三：导线切割磁感线时的感应电动势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BlvE需要理解（1）B,L,V两两（2）导线的长度L应为长度（3）导线运动方向和磁感线平行时，E=（4）速度V为平均值（瞬时值），E就为（）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？例题：如图所示，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。反电动势：电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱了电源电流,阻碍线圈的转动.正因为反电动势的存在,所以对电动机,欧姆定律不成立。三、目标检测1、一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是，磁通量的变化率是，线圈中感应电动势的大小是。2、一导体棒长为40cm，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为5m/s，棒在运动中能产生的最大感应电动势为。四、配餐作业A组题：1、关于某一闭合电路中感应电动势的大小E，下列说法中正确的是（）A、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比B、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比C、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比D、E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比2、关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A、导体相对磁场运动，一定会产生电流B、导体切割磁感线，一定会产生电流C、闭合电路切割磁感线就会产生电流D、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势B组题：1、图4-4-1中abcd是一个固定的U形金属框架，ab和cd边都很长，bc边长为L，框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与bc平行导体杆，它可在框架上自由滑动（摩擦可忽略）。它的电阻为R，现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。已知当以恒力F向右拉导体杆ef时，导体杆最后匀速滑动，求匀速滑动时的速度。2、如图4-4-2所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：（1）线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。（2）线圈在1s末时的感应电动势大小。3、矩形线圈abcd，长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B随时间的变化规律如图4-4-3所示，求：（1）线圈回路的感应电动势。（2）在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。4、如图4-4-4所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求开关S闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线圈的反电动势E反。C组题：1、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心轴以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。求:（1）线圈转过1/4周的过程的感应电动势(2)线圈转过1/4周时的感应电动势（3）转过半周、一周的感应电动势2、如图，放置在水平面内的平行金属框架宽为L＝0.4m，金属棒ab置于框架上，并与两框架垂直.整个框架位于竖直向下、磁感强度B＝0.5T的匀强磁场中，电阻R＝0.09Ω，ab电阻为r＝0.01Ω，阻力忽略不计，当ab在水平向右的恒力F作用下以5.2vm/s的速度向右匀速运动时，求：(1)画出等效电路图，标明ba、哪点电势高.(2)求回路中的感应电流.(3)电阻R上消耗的电功率.(4)恒力F做功的功率.六、本课小结法拉第电磁感应定律1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比2.公式tnE3.定律的理解:导线切割磁感线时的感应电动势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BlvE