《感應電動勢》教學設計一、設計思想本節內容是電磁學的核心內容。從知識發展來看，它既與電場、磁場和穩恒電流有緊密聯系，又是后面學習交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。它既是本章的教學重點，也是教學難點。在學習本節內容之前，學生已經掌握了恒定電流、電磁感應現象和磁通量的相關知識，并且也知道了變化量和變化率的概念。學生已經具備了較強的實驗操作能力，而且本節課的實驗也是上節課所演示過的，只不過研究的側重點不同。因此，我將本節課的演示實驗改為學生分組實驗，學生通過小組合作來探究影響感應電動勢大小的因素。本節課的重點法拉第電磁感應定律的建立過程，設計中采用了讓學生自己設計方案，自己動手做實驗，思考討論，教師引導找出規律的方法，使學生能夠深刻理解法拉第電磁感應定律的建立過程。對于公式E=BLv（B⊥L,B⊥v），讓學生自己根據法拉第電磁感應定律動手推導，使學生深刻理解。本節課的難點是對、、物理意義的理解，在難點的突破上，采用了類比的方法，類比把、、、E和υ、Δυ、、a類比起來，使學生更容易理解、、和E之間的聯系。二、教學目標（一）知識和能力目標1．知道感應電動勢的概念，會區分Φ、ΔΦ、的物理意義。2．理解法拉第電磁感應定律的內容和數學表達式，并能應用解答有關問題。3．知道公式E=BLv（B⊥L,B⊥v）的推導過程及適用條件，并能應用解答有關問題。4會用右手定則判斷感應電流的方向5．通過學生對實驗的操作、觀察、分析，找出規律，培養學生的動手操作能力，觀察、分析、總結規律的能力。（二）過程與方法目標1．教師通過類比法引入感應電動勢，通過演示實驗，指導學生觀察分析，總結規律。2．學生積極思考認真比較，理解感應電動勢的存在，通過觀察實驗現象的分析討論，總結影響感應電動勢大小的因素。（三）情感、態度、價值觀目標1．通過學生之間的討論、交流與協作探究，培養學生之間的團隊合作精神。2．讓學生在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，增進學生學習物理的情感。三、教學重點法拉第電磁感應定律的建立過程以及對公式Ｅ＝、E=BLv（B⊥L,B⊥v）的理解。四、教學難點對Φ、ΔΦ、物理意義的理解。五、教學準備準備實驗儀器：電流計、蹄形磁鐵、螺線管、鐵芯、學生電源、變阻器、開關、導線若干。（因為是分組實驗，準備若干組器材）六、教學過程（一）引入新課導入時教師設置了一個懸念“本堂課老師給大家帶來一個寶貝，這個寶貝是什么呢？一會再揭曉”以此激發學生的好奇心和求知欲。因為上堂課做了閉合電路的部分導體做切割磁感線的運動產生感應電流，實驗效果不理想，所以本堂課教師帶來了微電流放大器，重做這個實驗。有了微電流放大器的幫助，實驗效果非常明顯，電路中產生了感應電流。閉合電路中產生了電流，則電路中必須要有電源，電流是有電源電動勢產生的。在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。這節課老師就帶領大家一起來揭開感應電動勢的神秘面紗。（二）講授新課＊感應電動勢在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢，產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。學生思考討論：如下圖所示的三個實驗中，分別是哪部分相當于電源？圖1圖2圖3圖1中電源是導體棒AB，圖2中電源是螺線管B，圖3中電源也是螺線管B。學生思考討論：產生感應電流的閉合電路斷開，還有沒有感應電動勢？引導學生：電路斷開就相當于接入一個阻值無窮大的電阻，電流為零，但是依然有電動勢。教師總結：可見，感應電動勢才是電磁感應現象的本質，電磁感應現象重要的是看感應電動勢的有無。下面我們就來共同研究感應電動勢的大小跟哪些因素有關。學生猜測：感應電動勢的大小可能和什么因素有關？學生探究活動：如何通過實驗來研究影響感應電動勢大小的因素呢？引導學生：對于閉合電路電阻是一定的，可以通過電流表指針偏轉的角度大小來確定電路中感應電流的大小，從而確定感應電動勢的大小。如何改變電路中電流的大小？學生設計的可能方案如下：1．如圖1所示電路，通過改變條形磁鐵插入和拔出螺線管的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。2．如圖2所示電路，通過改變滑動變阻器滑片移動的速度大小，來研究影響感應電動勢大小的因素。安排學生分組實驗（將學生分為兩大組，每一大組只做上述方案中的一個實驗，每一大組適當的分為3-4個小組。做完實驗后由各組長上報實驗結果，然后由教師在提煉總結）。結論1．感應電動勢的大小，與條形磁鐵插入或拔出螺線管的速度大小有關，速度越大，產生的感應電動勢越大。2．感應電動勢的大小，與滑動變阻器滑片移動的速度大小有關。速度越大，產生的感應電動勢越大。引導學生：產生感應電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發生變化。對于實驗一，螺線管的面積不變，磁鐵運動，改變了閉合電路的磁感應強度，從而改變穿過該電路的磁通量，從而產生了感應電動勢。磁鐵運動越快，則回路磁通量的變化越快，而電流表指針偏轉角度越大，說明感應電流越大，而回路電阻不變，說明感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關。磁通量變化越快，感應電動勢越大。讓學生自己分析另一個個實驗，總結結論共同規律：感應電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關。磁通量的變化快慢如何表示呢？（從數學角度定量的表示）設時刻t1時穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時刻t2時穿過閉合電路的磁通量為Φ2，則在時間Δt＝t2－t1內磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量的變化快慢可以用單位時間內磁通量的變化量來表示，也叫磁通量的變化率。（對于Φ、ΔΦ、和E，學生很難理解它們之間的關系的，教師可將Φ、ΔΦ、、E和υ、Δυ、、a類比起來，學生較容易接受。）＊法拉第電磁感應定律1．內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2．表達式：Ｅ∝寫成等式形式，乘上比例系數k即Ｅ＝k3．單位：E（V），Φ（Wb），t（s）上式中的常數k等于多少呢？請同學們證明1V＝1Wb／s，則k＝1（提示學生注意證明1V＝1Wb／s，實際上是證明V＝Wb／s，在證明的過程中注意導出單位是如何定義的，要把對應的公式聯系起來，這個證明對學生來說，難度較大，教師可根據情況適當提示）。k=1，則可把上表達式寫成E=。學生思考討論：上面討論的是閉合電路由單匝線圈構成的，設閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量的變化率都相同，那么整個線圈中的感應電動勢又如何表示？n匝線圈可以看成是由n個單匝線圈串聯而成，因此整個線圈中的感應電動勢是單匝線圈的n倍，即E=n。＊導體棒切割磁感線的感應電動勢學生思考討論：如圖所示把矩形線框abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直。設線框可動部分ab的長度是Ｌ，以速度υ向右運動，產生的感應電動勢怎么表示？圖4在Δt時間內可動部分由原來的位置ab移到a1b1，這時線框的面積變化量，穿過閉合電路的磁通量的變化量，代入公式中，得到。對于上式的成立有什么條件限制嗎？（引導學生分析所設的物理過程的特殊性）上述物理過程所設磁場為勻強磁場，另外不難看出，磁感應強度方向、導體棒放置的方向和導體棒的運動方向是相互垂直的。所以其成立的條件是：⑴勻強磁場；⑵B、L、υ相互垂直。＊右手定則1．內容伸開右手，使拇指與四指垂直并且在同一平面內．讓磁感線垂直進入掌心，并使拇指指向導線運動的方向，則四指所指的方向就是感應電流的方向．2．說明：適用于閉合電路中部分導體切割磁感線產生感應電流的情況．3練習：判斷線框中感應電流的方向4例