法拉第电磁感应定律的应用正式版

《法拉第电磁感应定律的应用（一）》教学设计

广州市花都区实验中学物理科陈丽华

一．教材分析

本节是《电磁感应》一章的核心知识之一，与电路联系紧密，也是深化发电原理的基础。教材容量大，逻辑性强，方法性强。具体分析时思维维度多，能力要求高。本课有两个三级主题：“法拉第电机”、“电磁感应中的电路”。法拉第电机是把理论与实践相结合，通过将电机模拟化、抽象化，引导学生观察，分析感应电动势产生的原因，将电机的感应电动势与导体切割磁感线相结合；电磁感应中的电路通过感应电流与感应电动势的关系，结合闭合电路进行对比，明确两者本质上的区别，通过讨论与交流，让学生找出等效电源、外电路、电流方向，进而引导学生建立等效电路，结合闭合电路的欧姆定律求解电流、电压、电功率等问题。

二．教学目标

依据《物理课程标准》要求和学生学习的实际出发，本节课的教学目标如下：

1．知识与技能：

（1）理解法拉第电机的原理；

（2）掌握法拉第电机感应电动势的计算；

（3）理解电磁感应现象电路中的电源及外电路。

2．过程与方法：

（1）通过电磁感应中的电路的认识，在观察、分析、分类、归纳、转化、转换、综合等思维过程中，体会等效法的应用，加深学生对电磁感应内在规律的认识，凸现理论与应用的完美统一，培养严谨的物理思维习惯、方法。

（2）通过法拉第电机的探究，重结论，更重过程，明确探究的内涵，重温建立物理模型的方法。

3．情感态度与价值观：

（1）通过电磁感应的闭合电路的探究，分析物理知识的内在联系，发展对科学的好奇心和求知欲。

（2）通过实际问题的研究，引导学生理论联系实际，增强把理论用于实践的主动性和积极性。

三．重点和难点

（1）熟悉各种情况下感应电动势的表达

（2）能画出等效电路图，并能联系闭合电路解题

（3）形成学生的思维个性

四．学生基本情况分析：

学生对本节兴趣较浓，探知欲较旺，教师应及时激励，凸现物理应用性的同时培养学生

思维的连贯性、系统性。物理选修生基础较好，有解惑冲动，教师要充分利用这一因素，加强引导，合理设置探究情境，营造静中有动的课堂氛围。这一节课老师要放开手脚，大干一场，但要抓住思维要点，突出重难点，做到深入浅出。

五．教学设计思路：

本节以加深巩固法拉第电磁感应定律为前提；以培养学生的分析、解决问题的能力为终极目标；理论联系实际，局部联系整体；让学生领略科技应用之广。本节课容量大，它要巩固前一节知识，更要为第六节：法拉第电磁感应定律的应用（二）作分工和铺垫。这一节学生的认知程度直接影响下一节课的教学效果。为此我深挖教材，紧紧围绕应用这一主题，我抓磁通量变化，抓电路结构，分类探究，归纳总结，突出物理方法，培养物理习惯，让学生独立地熟悉在不同情况下感应电动势的结论表达，这样学生既学到了知识，也初步领略出物理思维的严密性，逻辑性，更提高了能力。

六．教学用具准备：

电机、导线、小灯泡、三角板（尺子）、圆规、教材、多媒体平台、投影仪

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1. 引入课题---给出法拉第电机实物模型

先给出法拉第电机原理图和实物模型图，明确产生持续电流的内在根源，推导盘式和杆式情况之下感应电动势的表达。介绍部分生产、生活中常见的应用实例。

2. 设置情境

教学时设置盘转式、杆转式电源；提供圆形、方形、扇形、三角形各式外电路；动生和感生示意；作业第五题设置有各种相对速度及内电路。分类设置情境，在B 、L 、V 变化因素上下功夫，分解难点，突出重点。

3. 主题教学

①、给出世界第一台发电机原理图后，让学生现场观察现象，结合原理示意图，联系法拉第电磁感应定律，并分析o 、a

两点电势高低，再结合实物图，示意图弄清起电原因。

②、结合电路图分清内电路、外电路，弄清电流方向。先从最简单的杆匀速直线切割磁感线情况开始，让学生交流讨论电路，建立基本的感应电路模型。

③、例题分析

例：

把电阻为18

Ω的均匀导线变成如图1-5-4所示的金属圆环，

圆环直径D=0.80m

，将圆环垂直于匀强磁场方向固定，磁场的磁感应强度为B=0.50T ，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ ，沿圆环平面向左以3.0m/s 的速度匀速滑行，速度方向与PQ 垂直，滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻），当它通过圆环直径位置时，求： ⑴直导线产生的感应电动势，并指明 P

该段直导线中电流的方向。 v VV B

⑵此时圆环上发热手损耗的电功率。 Q 图1-5-4

由方形（图1-5-3）拓展到圆形电路（图1-5-4）结构，在得出相关的函数式后，用有效的B、L、V数值代入感应电动势的表达式中，然后利用右手定则判别出电流方向。这里师生要同步动手判断。在计算功率时我先要求学生根据图1-5-4自己画出常用的等效电路图，彻底搞清电路的结构，从而得出所问外电阻的发热功率。这里要条理分明，已知与所问要紧密结合，答题时强调各物理量务必交代到位。图1-5-6是图1-5-4的基础上化对称为不对称电路，教学时强调学生独立作出等效图，注意知识与能力的迁移与升华，完全可以让学生在黑板上来现场解答。此时老师要巡察，个别学生单独指导。要针对讲台上同学的情况作具体的分析，作出等效图、分析疑难点到位、解题要规范化。

④、限于学生的基础和条件，实践和拓展拓展部分可暂时忽略。

⑤、课堂解答练习题1、2。第一题要凸现非电阻（电容）电路，要凸现仅B参量变化（无速度变化）的情景，拓宽学生眼界，感应形式由动生向感生小转移。第二题化例题中的数值计算为字母计算。突出了L参量变化的又一情景。总之，在探究完B、L、V三个参量独立变化的基础上，学生对法拉第电磁感应定律的认知又上一阶段。

4.主要涉及的物理函数式

E=n△Φ/△t、E=BLV、E=BL2W/2、P=U2/R、E=I（R+r）、

R外=R1R2/（R1+R2）、F=BIL、Q=UC、Φ=BS、V=WR

5.巩固提高

通过分类、对比、现场演练、讨论、示范交流、作业等一系列措施强化课堂效果，锤练思维品质，突出物理的应用特性。

6.分析杆切割磁感线的情况下相关电动势、电流、等效电路的关联问题，通过书上的例题，建立一套局部→整体→局部，磁→电，电→磁互相联系的解题思路。引导学生探究相关的功率问题，切实培养综合解题能力和解题速度。

7.布置作业

练习1、2题：随堂消化

4、5题：课外作业

通过第4题使学生了解并掌握转动和平动两种情况下的感应电动势表达。第5题给出了相对速度的情况。课堂教学和课外作业相互联系，相互补充。第1、2题有现场巩固，完善思维的作用。第4、5还有综合提升思维的效果

八、教学反思：

新课程重视探究式学习，学生如此，老师更要如此。本教学设计在实施中紧扣教材，在探究中锻炼学生思维，教程自然、流畅，学生思维表现沉稳有力。但是例题和作业可根据学生情况再适度加工、整形，以进一步突出重点知识。适度直接引导学生注意P20页上四个图的对比概括，力争图文并茂。