4法拉第電磁感應定律教學設計教學分析前面幾節的內容是從感應電流的角度來認識電磁感應現象的。本節是從感應電流進一步深入到感應電動勢來理解的，即研究“決定感應電動勢大小的因素”。教科書在這個問題的處理上并沒有通過實驗探究，而是以陳述事實的方式，引入法拉第電磁感應定律，即教科書用“在法拉第、紐曼、韋伯等人工作的基礎上，人們認識到……感應電動勢……成正比”的表述給出了電磁感應定律。教科書之所以這樣處理，是力圖通過這一物理規律的教學，充分體現人類認識事物的一種真實圖景。也就是說，物理學中多數定律的得出，并不一定是直接歸納的結果，而是在分析了很多間接的實驗事實后被“悟”出來的，并且定律的正確往往也是由它的推論的正確性來證實的。教學目標1．知道什么叫感應電動勢。2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區別Φ、ΔΦ和eq\f(ΔΦ,Δt)。3．理解法拉第電磁感應定律的內容及數學表達式。4．知道公式E＝Blvsinθ的推導過程。5．會用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)和E＝Blvsinθ解決問題。教學重點難點本節教學的重點是法拉第電磁感應定律，難點是對磁通量的變化及磁通量的變化率的理解。教學方法與手段以學生的探究實驗為先導，引領學生在建立感應電動勢概念的基礎上，探究感應電動勢的大小跟哪些因素有關，得出感應電動勢大小的一般表達式，利用法拉第電磁感應定律對“導體切割磁感線時的感應電動勢”和“反電動勢”兩種特殊情況進行分析。合作學習為主，發動學生對感應電動勢的概念、法拉第電磁感應定律展開討論，分析電磁感應的兩種特殊情況。教學過程導入新課：教學任務1：溫故知新，導入新課。師生活動：問題導入：【問題1】產生電流的條件是什么？學生回憶并說出前面所學的有關電流知識，其他學生補充。【問題2】在電磁感應現象中，閉合電路中有電流，是否也應該有電動勢？引入新課：在電磁感應現象中，產生感應電流的那部分導體就相當于電源，其所在電路就是內電路，電源的電動勢就是感應電動勢。在電磁感應現象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢，有感應電動勢是電磁感應現象的本質。因此研究感應電動勢比研究感應電流更有意義。那么感應電動勢的大小跟哪些因素有關？這節課要研究感應電動勢的大小跟哪些因素有關的問題。推進新課教學任務2：探究感應電動勢的大小跟哪些因素有關。問題導入：【問題1】上節課我們用實驗探究的方法找到了感應電流方向的規律，這節課我們是否可以再用同樣的器材來探究感應電動勢的大小跟哪些因素有關？【問題2】怎樣判斷感應電動勢的大小？如果不能直接測量，可以用測量哪些量來代替電動勢？【問題3】感應電流的方向跟磁通量的變化量有關，那么感應電動勢的大小是否也跟磁通量的變化有關，用實驗的方法怎樣來研究這個問題？學生活動：【學生分組實驗探究】將條形磁鐵插入線圈中。觀察并討論：【問題1】電流表指針發生偏轉的原因是什么？電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系？分析：Φ變化產生E產生I；另外，由I＝eq\f(E,R＋r)可知，總電阻一定時，E越大，I越大，指針偏轉越大。【問題2】將條形磁鐵從同一高度，插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同或不同？觀察討論并分析歸納，填入下表：從條件上看從結果上看相同磁通量的變化量ΔΦ相同都產生了感應電流I不同磁通量變化的快慢不同所產生的感應電流I的大小不同猜想：(1)從上述實驗結果猜想感應電動勢大小跟磁通量的變化量有關還是跟磁通量的變化快慢有關？(2)磁通量變化快慢可以用什么物理量來描述？交流討論：結論：感應電動勢大小與磁通量變化快慢有關；磁通量變化快慢可以用磁通量變化率來描述。實驗檢驗：重做上述演示實驗，導體運動越快，即eq\f(ΔΦ,Δt)越大，感應電流越大，感應電動勢越大。進一步猜想：感應電動勢的大小與磁通量變化率有關，是什么關系？可能出現的觀點：感應電動勢的大小與磁通量變化率成正比。對學生觀點給予激勵性評價。設計意圖：以上一節課探究感應電流方向實驗為基礎，引導學生探究感應電動勢的大小跟哪些因素有關，引導學生猜想感應電動勢的大小可能與磁通量的變化有關，最后引導學生設計實驗方案、進行實驗、搜集有關信息、驗證自己的假設和對假設進行修正。讓學生在探究的過程中體驗實驗探究的方法、體會獲得知識的樂趣，體會交流討論、共同學習獲得的成就感。激發學生進一步探究未知領域知識的欲望。教學任務3：引入法拉第電磁感應定律。師生活動：問題引導：通過上述演示實驗，我們猜想感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比。那么猜想是否正確呢？陳述事實：在法拉第、紐曼(F.ENeumann.1798～1895)、韋伯(W.EWeber.1804～1891)等人工作的基礎上，人們認識到：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，這就是法拉第電磁感應定律。如果時刻t1穿過閉合電路的磁通量為Φ1，時刻t2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，磁通量的變化率就是eq\f(ΔΦ,Δt)。表達式的推導過程：學生參與教師引導學生推導：根據單位運算的法則在國際單位制中推導1Wb/s＝1V。結論：比例系數k＝1事實陳述：如果閉合電路由n匝線圈串聯組成，整個線圈總的感應電動勢是單個線圈的n倍，即E＝neq\f(ΔΦ,Δt)。這里要說明，穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的。結論：法拉第電磁感應定律的數學表達式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)注意：(1)ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)中的ΔΦ取絕對值，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)表示的是感應電動勢的大小，不涉及方向。(2)ΔΦ等于Δt這段時間內，末時刻的磁通量Φ2與初時刻磁通量Φ1的差值，而與這段時間內磁通量是否均勻變化無關。所以，eq\f(ΔΦ,Δt)實際上表示Δt這段時間內磁通量的平均變化率，E是Δt這段時間內的平均感應電動勢，只有Δt特別小(Δt趨于0)時，才是瞬時值。當在Δt時間內，磁通量均勻變化，eq\f(ΔΦ,Δt)的瞬時值和平均值相等。教學任務4：區別Φ、ΔΦ與eq\f(ΔΦ,Δt)。師生活動：討論與交流：如何區分上述三個物理量？這三個物理量的關系與我們前面學習的哪個物理量類似？試著用類比的方法來區分這三個物理量。學生分組討論上述問題，總結結論分組匯報。結論：磁通量Φ是狀態量，反映的是某一時刻穿過回路磁通量的大小；ΔΦ是穿過回路磁通量的變化，是過程量，反映的是某一段時間穿過回路磁通量的變化的大小；eq\f(ΔΦ,Δt)是穿過回路磁通量的變化率，其數值與ΔΦ及所用時間Δt都有關系，eq\f(ΔΦ,Δt)是Φt圖象上某點切線的斜率。因此，Φ大，ΔΦ不一定大；ΔΦ大，eq\f(ΔΦ,Δt)也不一定大，三者沒有直接的數量關系。它們是三個不同的物理量，不可混淆。Φ、ΔΦ與eq\f(ΔΦ,Δt)三者的關系，可以用v、Δv與eq\f(Δv,Δt)三者的關系來類比。設計意圖：根據學生已有的知識利用類比的方法，通過合作、討論鞏固所學知識。力爭做到學生自己能解決的問題由學生自主學習解決。eq\o(\s\up7(),\s\do5(設計說明))本節課學習的法拉第電磁感應定律是電磁感應現象的重要規律之一，在知識上起到承上啟下的作用，既是對電磁感應現象的進一步研究，又是學習后面幾節課的理論依據，對后續的學習具有重要的影響。在教學中，引領學生親自實踐參與發現知識的過程，激起學生對所研究問題的濃厚興