法拉第电磁感应定律的应用教学设计

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1、法拉第电磁感应定律的应用【教学目标】1、知识与技能：(1)准确理解法拉第电磁感应定律，知道平均电动势和瞬吋电动势的区别；(2)知道电磁感应的两类情况——动生和感生，并会计算动生电动势和感生电动势；(3)能够应用法拉第电磁感应定律解决感应电路中的电流、电虽问题。2、过程与方法：(1)通过课前自主落实导学案，回忆并强化相关知识，形成知识结构；(2)通过一•题多变式的引导思考，在辨析屮深入理解法拉第电磁感应定律，并学会对比思考。3、情感、态度与价值观通过本节课学习，体会物理知识的逻辑性和严密性，进一步

2、强化理科思维习惯。【重点难点】1、平均电动势和瞬时电动势，感应电S的计算2、动生电动势和感生电动势，平动切割有效长度，转动切割公式理解记忆【教学媒体】PPT课件【教学过程】O、引入：抢答——物理学史【抢答题】谁(法拉第)发现了电磁感应现象？谁(纽曼、韦伯)导出了电磁感应定律？一、法拉第电磁感应定律1、表达式：E=n△ZA少2、理解：《—线阐匝数,—一磁通的变化快慢Az【判断题】穿过一个回路的磁通量越大，则感应电动势越大？(V)穿过一个回路的磁通量变化越大，则感应电动势越大？(V)穿过一个回路的磁

3、通量变化越快，则感应电动势越大？(W)二、平均电动势和瞬时电动势—A0平均电动势-瞬时屯动势1、AZ较长：E=n—△Z2、AZ—>0：E=n【例1】如图所示，边长为A、匝数为《、总电阻为7?的正方形导线圈abed处在一个匀强磁场万中，初始时刻，线圈平面与磁场方向垂直；现让线圈绕其一边M以恒定角速度W转动。(1)(平均电动势》从如图所示位置转过90°的过程中，试求线圈中产生的平均感应电动势E和通过线圈导线截面的电荷量6/;XX[XXd乂XXXXXXXX女XX(2)(瞬时电动势》从如图所示位置开始计

4、时，试求某时刻Z穿过线圈的磁通量0,并定性画出磁通0、感应电动势f随时间Z变化的图象。计算步骤-【小结】①平均电动势的价值——用于计算感应电量；感应电量②若已知0—Z图象(0随时间Z变化的规律)，则可用图象的斜率得到感应电动势随时间变化的规律。XXXXXXXXXXXXXXXXXX炎XxXX炎XXXvXX务XXyV—XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图①图②图③XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX炎XXXXXRXXXXXXXXXXXXXXXXXX◄-d►◄d•►三、动生电动势和感生电动

5、势设A时刻，回路中磁感应强度为及,回路有效面积为&，6=6+AZ时刻，回路中磁感应强度变为^2=^1+A5,回路冇效面积为52=5,+A5,则在这个时间AZ内：=+，E=nA0AZnB'NSA5oh/7d,+7?AZAZABAS△z1、动生电动势：沒不变，5*变化，则£"=/l6ASAZ2、感生电动势：公变化，S不变，则£=z?^S。【例2】如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨处在竖直向下的匀强磁场B中，两导轨间距为A、电阻不计，导轨左端接有定值电阻/?,一电阻不计的金属导体棒放在导轨上，并与导

6、轨接触良好。试求以下各种情况下通过A的电流大小：(1)(动生电动势一一平动切割》如图①，当导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度v向右运动；(2)(动生电动势一一平动切割》如图②，当导体棒与导轨成0角斜放在导轨上，并以垂直导体棒的速度v向右下运动；(3)(动生电动势一一平动切割》如图③，当导体棒与导轨成0角斜放在导轨上，并以平行于导轨的速度v向右运动；(4)(动生电动势——转动切割》如图④，当导体棒绕与导轨上的接触点以恒定角速度co顺时针转动到与导轨成45°时；图④图⑤图⑥(5)(感生电动势—

7、——)如图⑤，若将导体棒固定在距左边为J处，而磁感应强度随时间按AZB=Bjkt规律变化，其中々〉0;(6)(感生电动势——有效面积》如图⑥，仍将导体棒固定在距左边为6/处，但磁场只分布在半径为r的圆形区域内，且磁感应强度随时间仍按5=B()+kt规律变化；(7)(动生、感生同时存在》如图⑦，导体棒垂直导轨放置，并以平行于导轨的速度v向右运动，Z=0时刻，导体棒正好运动到距左边为6/处，而磁感应强度随时间仍按5=5()+以规律变化。XXXXXXXXX-VX【小结】①计算电动势前，应分清是动生(切

8、割)还是感生，动生XXXXXX(平动鵬)、£(转动切割)-d•►图⑦直接求解，感生可直接用芸S求解，而不必用&。苦。②对于平动切割问题一一要注意"有效长度"概念；对所有问题，都要注意"有效面积"概念。四、课堂反馈（课外探究）1、（动生、感生）（2012•全国新课标卷）如图，均匀磁场屮有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆且径与磁场边缘S合；磁场方向垂且于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为队.使该线框从静止幵始绕过阏心0、垂直于半阀面的轴以角速度o匀速转动半周，在线柩屮产生感应电流。现使线框保持