《电磁感应定律--感应电动势的大小》教学案例

《电磁感应定律--感应电动势的大小》教学案例
一、设计思路：
本节课是高中物理中的重点内容之一。

电磁感应定律的发现，不但在科学和实践上具有重要意义，而且发现定律的指导思想及发现过程中法拉第所表现出来的科学态度、意志力，对后人也有重要的启迪和教育。

新课程理念下的创新教学，要构建以学生为中心和以学生主体活动为基础的教学过程。

所以本节课的教学设计：以学生自主探究法拉第电磁感应定律的探究式教学模式实施教学。

先提出问题——由学生猜想与假设——设计实验方案——实行实验探究验证——分析归纳总结得出结论。

学生通过自主探究，不但理解了法拉第电磁感应定律，而且更重要的是在探究过程中，学生的创新水平、学习习惯、合作精神，情感态度等方面得到发展。

二、学情分析：
高二年级学生正值身心发展的鼎盛时期，思维活跃，敢于质疑，乐于探索。

又有一定的知识储备，具备了比较强的自主学习，合作探究水平，这些为实施本节探究式教学奠定了基础。

但是学生在探究过程中会出现一些如实验设计不完善或者不合理等问题。

这就需要教师即时的引导，与学生互动共同实行探讨，顺利完成本节课的教学目标。

三、教学目标
1知识与技能
（1）知道什么是感应电动势
（2）知道磁通量变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。

能区别Φ、
（3）能理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式
（4）知道如何推导
（5）会用和解决问题。

2过程与方法
（1）通过比较的方法，学生能当堂说出的区别
（2）经历探究法拉第电磁感应定律的过程。

感悟科学的探究方法与要素，体会实验在研究物理问题中的作用。

3情感态度与价值观：
（1）体验探究自然规律的艰辛与喜悦
（2）培养在探究活动中敢于质疑，提出不同见解的创新实践精神。

（3）了解法拉第电磁感应定律的发现对现实生活和科学技术发展的意义
四、教学重难点。

1、重点：法拉第电磁感应定律的发现过程。

2、难点：区别。

五、课前准备：
1、上节课后布置一道背景为是否发生电磁感应现象和磁通量的习题作业。

2、教学用具
（1）演示实验器材：条形磁铁、线圈、大型电流表、大型电压表、开关和导线。

（2）学生实验器材：多支条形磁铁、线圈、电流表、电压表、导线、细线、胶带、小滑板、铁架台、米尺等（按十二组准备）。

（3）多媒体课件、投影仪。

六、教学流程
教学过程
（一）、创设情景，导入新课。

1演示实验（如图2），引出感应电动势的概念。

教师两次演示：①闭合开关②断开开关时，分别将条形磁铁插入线圈的过程中，请同学们观察电流表和电压表指针的偏转情况有什么不同。

试一试能解释这个现象的原因吗？
师生互动：使用前面两节所学知识和闭合电路的的知识分析得出，磁铁插入线圈的过程中，磁通量发生了变化，发生了电磁感应现象，①中电流表与线圈连成了回路，所以电流表有示数，而②中则无示数，但①②中电压表都有示数，说明线圈两端有电动势-----叫感应电动势。

（动画课件演示）
小结：即感应电动势更能反映电磁感应现象的本质。

板书-----------感应电动势 （二）、新课教学
1提出问题：感应电动势的大小与哪些因素相关呢？ 学生讨论交流：学生根据对发生电磁感应现象条件的掌握，能够提出两种猜想与假设。

2学生猜想与假设：
学生提出：①感应电动势的大小与磁通量相关；②感应电动势的大小与磁通量的变化相关。

两种不同猜想与假设，激起学生探究真理的欲望，教师介绍探究物理规律的一般方法：
E 感与ΔФ/Δt 有关
E 感与Ф，E 感ΔФ有关
感应电动势
推导出E=BLVSin θ
E 感=N •ΔФ/Δt
E 感与Ф、ΔФ无关
设置情境，发现问题
师生讨论，提出猜想与假设
设计实验方案，进行实验探究
学生讨论，再次提出猜想与假设
设计方案，进行实验，得出结论
解释结论，应用知识
提出问题——猜想与假设——设计实验方案——实行实验探究验证——分析归纳总结得出结论。

然后介绍给定的实验器材。

3学生设计实验方案：
各组学生讨论交流，根据给定的实验器材设计好实验方案，教师到各组与学生交流，对他们的方案中存有的缺陷或不足的地方，以与学生探讨的方式给予提出，请同学们再思考加以修正和完善，得出合理可行的实验方案。

4学生分组实验：
学生分组实行实验验证，填写好实验报告表。

各组通过对实验现象和数据分析得出验证结论，实行汇报交流。

对假设“①感应电动势的大小与磁通量相关”的验证，各组会有“感应电动势的大小与磁通量无关”的相同结论；但对假设“②感应电动势的大小与磁通量的变化相关”可能会有两种相反的结论，矛盾的突显，学生会争论不休，再次激发学生的探究热情。

教师提出问题：磁通量的变化是发生电磁感应现象的条件，它就一定与感应电动势的大小相关吗？请同学们回忆刚才的实验过程，教师请在巡视过程的中发现某组多次做验证假设②时发现几次的感应电动势的大小不同，并作了认真记录的同学代表发表意见。

学生回答：我们在做验证假设②时多次从同一高度以不同的速度插入磁铁时发现电压表的指针偏转角度不同，即感应电动势的大小不同，而每次的磁通量的变化是一样的，但发生变化的时间不同。

教师高度评价这组学生认真严谨，实事求是的科学探究真理的精神。

请学生再次猜想与假设：③感应电动势的大小与磁通量的变化相关。

然后设计实验方案实行验证，填写好报告表。

各组学生汇报交流验证实验成果，归纳得出结论：感应电动势的大小与磁通量的变化相关，即磁通量的变化率大，感应电动势就越大。

5展示多媒体动画：
模拟磁铁从同一高度以不同的速度插入线圈和导体在磁场中以不同的速度切割磁感线时，电压表的指针的偏转情况，说明感应电动势的大小与磁通量的变化相关。

体现学生刚才的实验情境。

小结：精确的实验表明；电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量变化率成正比．这就是法拉第电磁感应定律。

写成数学表达式为：
t S B k t k t k E ∆⋅∆⋅=∆Φ-Φ⋅=∆∆Φ⋅
=12
式中k 为比例常数，当中的单位用韦伯（Wb ）表示，t 的单位用秒（s ）表示，感应电
动势E 的单位用伏特(V)表示,k 取1，所以
t E ∆∆Φ
=
图2是一个n 匝线圈闭合电路，且穿过每个线圈的磁通量的变化率都相同，因为n 匝线圈可看成n 个单匝线圈串联，就像n 个电池串联一样，故整个线圈的感应电动势应为：
t n E ∆∆Φ⋅
=
板书———法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量变化率成正比．这就是法拉第电磁感应定律。

写成数学表达式为：t n E ∆∆Φ⋅
=
6提出问题：
（1） 前面我们研究的是磁场中的磁感应强度B 发生变化引起的感应电动势，如果磁场B 不变化，按∆Φ的要求B 不变就必须S 变化。

如图3所示，将矩形abcd 放在磁感强度为B 的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直，设线框可动部分ab 的长度为L ．以速度v 向右运动时，问：①图中哪一部分相当电源？②感应电动势的大小是多少？请同学们试一试。

学生活动后，请学生代表说一说分析思路，用投影仪展示其推导过程，由同学们评价后，教师小结。

设ab 在t ∆时间内由位置ab 移到位置a 1、b 1，这时线框面积的变化量为t v L S ∆⋅⋅=∆，
磁通量变化量t v L B ∆⋅⋅⋅=∆Φ，代入公式
Blv t t
Blv t E =∆∆⋅=∆∆Φ=
（2）在上问题中若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角θ，如图4所示情况又怎样？
学生讨论交流，推导出感应电动势的表达式
教师小结：在图中速度垂直磁感线的分量1v 对产生感应电动势有贡献，而速度v 平行于磁感线的分量2v 对产生感应电动势无贡献，故E 的表达式为θ
sin 1⋅==blv Blv E
板书---------θsin 1⋅==blv Blv E
式中E 的单位为伏特（V ），B 的单位为特斯拉（T ）,L 的单位为米（m ）,v 的单位为米每秒（m/s ）
7、课堂练习：使用法拉第电磁感应定律解决问题。

课本练习二（1）、（6）。

（三）课堂小结：。