登陆注册
15692000000006

第6章 法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小(1)

【教学目标】

一、知识目标

1.知道决定感应电动势大小的因素;

2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能对“磁通量的变化量”“磁通量的变化率”进行区别;3.理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式;4.会用法拉第电磁感应定律解答有关问题;5.会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。

二、能力目标

通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。

三、情感目标

培养学生对实际问题的分析与推理能力。培养学生的辩证唯物主义世界观,尤其在分析问题时,注意把握主要矛盾。

【教学建议】

一、教材分析

理解和应用法拉第电磁感应定律,教学中应该使学生注意以下几个问题:(1)要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念。

(2)求磁通量的变化量一般有三种情况:

当回路面积S不变的时候,△△Φ=ΦB·S;当磁感应强度B不变的时候,△Φ=B·△S;当回路面积S和磁感应强度B都不变,而他们的相对位置发生变化(如转动)的时候,△Φ=B·△S1(S1是回路面积S在与B垂直方向上的投影)。

(3)E是△t时间内的平均电动势,一般不等于初态和末态感应电动势瞬时值的平均值,即:E≈(E1+E2)/2

(4)注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的磁通量变化率取绝对值,感应电动势也取绝对值,它表示的是感应电动势的大小,不涉及方向。

(5)公式E=BLv表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小,是一个重要的公式。要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一个特殊形式,当导体做切割磁感线的运动时,使用比较方便。使用它计算时要注意B.L、v这三个量的方向必须是互相垂直的,遇到不垂直的情况,应取垂直分量。

建议在具体教学中,教师帮助学生形成知识系统,以便加深对已经学过的概念和原理的理解,有助于理解和掌握新学的概念和原理。在法拉第电磁感应定律的教学中,有以下几个内容与前面的知识有联系,希望教师在教学中加以注意:(1)由“恒定电流”知识知道,闭合电路中要维持持续电流,其中必有电动势的存在;在电磁感应现象中,闭合电路中有感应电流也必然要存在对应的感应电动势,由此引出确定感应电动势的大小问题。

(2)电磁感应现象中产生的感应电动势,为人们研制新的电源提供了可能,当它作为电源向外供电的时候,我们应当把它与外电路作为一个闭合回路来研究,这和直流电路没有分别。

(3)用能量守恒和转化来研究问题是中学物理的一个重要的方法。化学电源中的电动势表征的是把化学能转化为电能的本领,感应电动势表征的是把机械能转化为电能的本领。

二、教法建议

法拉第电磁感应定律的重点是研究决定感应电动势大小的因素是什么,这一知识点无法从前面的知识得出,因此做好实验,从实验中分析归纳出法拉第电磁感应定律的内容,是学好这部分知识的关键。

由于上一节学习产生感应电流的条件时,就使学生明确了穿过闭合电路的磁通量变化与否,决定了感应电流的有无,因此,本节实验的重点是使学生观察感应电流的大小与什么因素有关。对于程度比较好的学校,建议将实验改为学生分组完成,学生自己进行探究,教师加以引导分析。

三、关于感应电动势的几点教学建议

本节教材讲述了感应电动势的概念,通过对实验的定性分析,得出感应电动势的大小跟哪些因素有关系,最后给出计算感应电动势大小的公式:ε=Blv,但没有讲述法拉第电磁感应定律。在讲授这节教材时,要注意概念、定律的建立过程,使学生知其所以然,防止学生死记几条干巴巴的结论。

1.感应电动势概念的建立:

如何搞好物理概念的教学,这是一个很值得研究的课题。对此,各人虽有不同主张,但都很注意在抓好概念的引入、理解和应用这些环节上下功夫。在感应电动势概念的教学中,也应注意这几个环节。

①引入感应电动势的概念时,教材利用前面几章学过的电动势、闭合电路欧姆定律等知识来分析产生感应电流的电路,得出既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中必然有电动势。在电磁感应现象中,产生的电动势叫感应电动势。教学实践表明,这样引入学生较易接受。

②比较概念之间的内在联系,是一种使学生深刻理解概念本质的好方法。由感应电流过渡到感应电动势,对学生来说是从具体到抽象,从现象到本质的认识深化过程。为了让学生认识感应电流与感应电动势的区别和联系,教师可以用大型电流表和电压表演示电路在接通与断开条件下的回路电流与路端电压,让学生看到回路断开时,没有感应电流,但路端电压(即感应电动势)仍存在。而电路中出现感应电流,是要以电路闭合与电动势的同时存在为前提条件。从而说明感应电动势的有无,完全决定于穿过回路的磁通量的变化,与回路的通断,回路的组成情况等无关。而电路中的感应电流存在,只是在闭合电路中有感应电动势存在的必然结果。对纯电阻电路,感应电流强度与感应电动势的数量关系满足I=εR+r。教师通过上述演示和分析对比,使学生了解到,电磁感应现象中感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。

③让学生把初学的概念在实际问题中加以应用,对巩固和深化概念很有效。教师可以教材中产生感应电流的两个实验,即以右图为例,让学生找一找,电路中哪部分导体产生了感应电动势,起到了电源的作用。

2.感应电动势的大小:

可利用课本图4-1和图4-2的实验装置,演示在闭合电路内磁通量变化快慢不同的情况下,产生的感应电流大小不同,从而分析出感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关。然后直接指出:理论和实践证明,导体在匀强磁场中作切割磁感线运动时,在B.l、v互相垂直的情况下,产生的感应电动势的大小可用公式ε=Blv来计算,即感应电动势的大小跟磁感应强度、导体长度、导体运动速度成正比。在演示中要注意说明:①磁铁相对线圈运动的快慢不同时或导体切割磁感线的快慢不同时,磁通量变化的快慢不同。②由于产生感应电流的闭合回路情况没有变化,所以感应电流大小的变化反映了感应电动势大小的变化。

由于必修课中不讲法拉第电磁感应定律,公式ε=Blv不能从理论推导出来,为了便于学生接受和理解ε与B.l、v的正比关系,可以采用下述教法。利用图2来分析ε与B.l、v的关系。图中abcd为放在匀强磁场中的矩形线框,线框平面跟磁感线垂直,让线框中长为l的可滑动导体ab,以速度v向右运动,单位时间内运动到a1b1。由图可以看出,lv是导体在单位时间内扫过的面积大小,Blv是单位时间内导体切割磁感线的条数,即单位时间内磁通量的变化。由此可见,当B.l、v各量越大时,单位时间内穿过闭合回路的磁通量变化越大,或者说磁通量变化得越快,这时产生的感应电动势就越大。公式ε=Blv反映了感应电动势ε跟B.l、v成正比。

讲完决定感应电动势大小的规律之后,可让学生通过练习来掌握规律。除了做节后的例题之外,还可把课本中练习二(1)题和习题(5)题在课堂上讨论,必要时可再适当补充一些基础练习。

【法拉第电磁感应定律的教学设计方案】

一、引入部分示例:

复习提问:

同类推荐
  • 绝妙的发明

    绝妙的发明

    本书从电子科技、交通能源、航天军事、传媒通讯、生活用品以及生物医疗六大方面精选出具有代表性的发明与发现成果,详尽地讲述了每项发明与发现辗转曲折的由来、艰辛的发展历程以及这些成果给我们今天生活所带来的重大影响。
  • 多媒体课件制作技术

    多媒体课件制作技术

    本书配有光盘,光盘中整合了本书的源程序、素材、教学课件PPT、多媒体学习课件及网络课程平台系统。本书适合中小学各科教师、多媒体课件制作人员、师范院校和职业技术学院各师范类专业学生使用;可以作为教材,也可以作为很好的学习和教学参考资料。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售。
  • 进取心:穿越大海的海鸥

    进取心:穿越大海的海鸥

    本书分为七章,内容包括:不要放弃、专心勤奋的学徒、志在四方、最好的角度、自我约束方能成大事等。收录了《蚂蚁》、《冒雪求学》、《石头与宝石》、《收买公鸡》、《家庭实验室》、《麻雀造窝》、《年少轻狂》、《破旧的航船》等故事。
  • 心灵大厦漫游

    心灵大厦漫游

    这本书描写的是一座叫“心灵大厦”的大楼。这座大楼建在“想象城”里,你只要一边看这本书一边想象就到了,根本不用乘车,方便得很。不管你家在北京、上海还是新疆、甘肃,你到这大楼都不用乘车。这大楼是由心理学家建造的。在大楼里有许多心理训练,可以让你了解自己和别人的心理,消除心理弱点,改善心理素质,成为性格更完善、心理素质更高、更有魅力、更成功的人。朱建军教授是我国著名的心理学专家,是我国本土心理咨询与治疗方法——意象对话技术的创始人。该技术现已成为我国权威部门认定的专项心理咨询方法之一,并有相应的资格认证,是一项根据国人特点创立的心理咨询与治疗方法。在实际治疗中效果显著。
  • 举手之劳的环保小事

    举手之劳的环保小事

    《举手之劳的环保小事》主要收录了不吸烟或少吸烟、少吃口香糖、计算机缓更新、集约使用物品、不乱燃放烟花爆竹、不乱扔烟头、不乱焚烧秸秆、不在野外烧荒、燃烧物品要慎重、不随地取土、拒绝使用一次性用品等内容。
热门推荐
  • “四人帮”上海余党覆灭记

    “四人帮”上海余党覆灭记

    本书以丰富的第一手资料见长,纪实笔法,叙论结合,全面介绍党中央决策“四人帮”问题,以及其后秘密、紧急派出工作组稳定上海形势,一举解决“四人帮”上海余党问题的全过程,以及在这过程中,上至党中央领导华国锋、叶剑英等的决策,下至工作组成员、“四人帮”上海余党涉案人员的不同反应及此后结局。
  • 虚魔古道

    虚魔古道

    在这个仙侠的世界里,每一处都是阴暗,要么,你踩着别人的尸体而活,要么,别人踩着你的尸体而生,没有邪的错,没有正的对,靠力量活下去,才是真道!所以,我修魔!所以,我炼道!灭鬼宗,屠三道,毁魔界…一切,只是我想活下去!
  • 听雨轩BASARA..more

    听雨轩BASARA..more

    为了让重要的喜欢的那些事物能永留心底,必须把关于他们的回忆以某种形式记下、并长久地保存。故事结束了并不要紧,重要的是,打起精神认真品味,将属于这故事和自己的……深有感触或欢笑或悲伤的那种种,记录下来、抒发出来……即使现实会不断变化,即使一切都会有所变迁……那份属于当时当日的记忆,只要有所保留有所记载,就绝对不会忘却……刻下痕迹的这块记忆的碎片,永远会是一颗璀璨的明珠,在记忆的星海里闪耀着只属于自己
  • 醉迷九天

    醉迷九天

    有酒有剑有长歌,有血有泪有人魔。酒来喝酒剑来挥剑
  • 恩佐漂流记

    恩佐漂流记

    @盛世经典简简单单记得叫额吉忘记记得记得几点到家
  • 虚拟世界大冒险

    虚拟世界大冒险

    顾寒,新纪元三流大学大三学生,在学期结束的时候联邦旗下新元科技推出了第一款虚拟现实游戏,自觉无出路的顾寒和好基友起了当职业玩家的念头,而顾寒走了狗屎运,预约的头盔刚好是特别版的,全球只有88888个的特别版头盔就这么到手了,且看顾寒得到额外的能力后会有怎样的大作为
  • 王源,童话的王子

    王源,童话的王子

    你是繁星中夺目耀眼的一颗。我是花丛中,平淡无奇的一朵。感谢命中注定的樱花让我们相遇。感谢一场流星让我们相知。你是神话般的传奇——王源。而我是梦里的幻沫——孟雨沫。在雨中根本不会有美丽的幻沫。一切只是不曾闪现的陨落。直到遇见你,就像你说的“因为遇见你,一切就注定”。你是我的缘,你是我的缘。童话里第一个爱上女巫的王子。原来一切,早已注定。
  • 妖倾天下:腹黑三小姐

    妖倾天下:腹黑三小姐

    上一世,她是被研制出最恐怖的王牌杀手,无情无心,谁知冷漠的心被融化之时,却成了她命丧之时。。这一世她重生穿越到了,一片神奇的森林与魔兽为伴而且前世宝贝还在身,忽然被告知她是安家的废材三小姐?还让她回去。。不回去便罢,回去她要好好的将这可怜身子上一世主人的债加倍讨回来!只是为何身边总是跟了一个甩不掉的小尾巴。。“我不是尾巴,我是你夫君。”某妖孽男眨了眨桃花眼。
  • 都市小人物

    都市小人物

    望着父辈一代代的守着土地,如稻草人一般。每天束缚于田地之间,没有自由。没有追求,唯一的娱乐就是玩鸟。这不是我的人生,我不想成为稻草人。我要跳出这个囚笼,看一看外面的世界。我的生活,不应局限于此。
  • 冷小小姐与冷小少爷

    冷小小姐与冷小少爷

    从小跟在小叔身后,撒娇、卖萌。这一天六岁的冷朝月受电视剧的影响,在小叔旁边眨着萌眼问道“小叔,为什么电视里的两个人在吃嘴巴?”“……”一阵无语,不知如何解释。她十二岁时,又问道“小叔,啪啪啪是什么,打脸吗?”“……”又一阵无语,越学越坏。之后……