电磁感应定律教学设计

《电磁感应定律--感应电动势的大小》教学设计一、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。再一次学习“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”的科学探究规律的方法。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存有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。能明确Φ、、t的区别。（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sinBLvE。（5）会用tnE和sinBLvE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Φ、、t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：Φ、、t的区别。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、教学流程七、教学过程（一）、创设情景，导入新课。推导出E=BLVSinθ解释结论，应用知识E感=N•ΔФ/Δt设计方案，进行实验验证得出结论E感与ΔФ/Δt有关E感与Ф、ΔФ无关设计实验方案，进行实验探究E感与Ф，E感ΔФ有关师生讨论，提出猜想与假设感应电动势设置情境，发现现问题分析总结，再次提出猜想与假设1演示实验（如图2），引出感应电动势的概念。教师两次演示：闭合开关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，中电流表与线圈连成了回路，所以电流表有示数，而中则无示数，但中电压表都有示数，说明线圈两端有电动势-----叫感应电动势。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：感应电动势的大小与磁通量相关；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：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，与学生探讨和交流，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。验证感应电动势与磁通量相关验证感应电动势与磁通量的变化相关实验方案和操作实验现象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“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“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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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：感应电动势的大小与磁通量的变化快慢相关。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快慢相关。体现学生刚才的实验情境。教师小结：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：tSBktktkE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，感应电实验结论感应电动势的大小与磁通量的变化快慢相关实验方案和操作实验现象实验结论动势E的单位用伏特(V)表示,k取1，所以tE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：tnE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：tnE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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：图中哪一部分相当电源？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a1、b1，这时线框面积的变化量为tvLS，磁通量变化量tvLB，代入公式BLvttBLvtE（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，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sin1BLvBLvE板书---------sin1BLvBLvE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：本节课主要学习了以下几个问题1、电磁感应现象的本质是产生感应电动势2、感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即tnE3、导体切割磁感线产生电动势为sin1BLvBLvEθ为速度方向与磁感线方向的夹角（四）布置作业：1、练习二（6）、（7）。2、课外查阅法拉第生平资料，撰写一篇800字的心得体会。八、教学设计说明：本节是新教材注重过程和方法，情感态度和价值观的一个标志性内容。过去的教学过度注重对知识与技能的掌握，而忽略了科学精神和科学研究方法的培养。所以，我在教学策略上将教材中的演示实验改为学生探究实验，让学生通过自主探究去发现规律。在探究中去发现问题和解决问题，享受成功的喜悦。使学生在学习过程中批判精神、团结合作精神和科学探究精神的以锻炼和培养。