PAGEPAGE5“感應(yīng)電動勢的大小”教學(xué)設(shè)計武漢中學(xué)楊宇紅內(nèi)容簡析本節(jié)內(nèi)容核心是法拉第電磁感應(yīng)定律，它是物理學(xué)的基本定律之一，它闡明了感應(yīng)電動勢的決定因素，為整個電磁學(xué)奠定了基礎(chǔ)，本課類型為高三第一輪復(fù)習(xí)課，通過本節(jié)教學(xué)，不僅應(yīng)使學(xué)生掌握基本知識，還要了解一些重要的物理實(shí)驗方法，了解探究的過程，活躍學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)。對法拉第電磁感應(yīng)定律的驗證會使加深學(xué)生對法拉第電磁感應(yīng)定律的印象，了解電動勢的分類，將有助于學(xué)生對電磁感應(yīng)問題聯(lián)合電路的分析。目標(biāo)定位1、知識目標(biāo)（1）了解物理規(guī)律定性與定量的探究過程。（2）參與驗證法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)驗分析，知道如何控制變量。（3）了解感應(yīng)電動勢的分類并會正確歸類應(yīng)用。2、能力目標(biāo)（1）通過驗證法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)驗分析，體會物理學(xué)實(shí)驗探究的常用方法。（2）加強(qiáng)探究物理規(guī)律的方法——控制變量法。（3）運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合電路知識求解有關(guān)問題。3、情感目標(biāo)（1）感悟科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟?qū)嶒炘谖锢韺W(xué)科中的地位與作用。（2）通過對定律得出過程的了解，培養(yǎng)對科學(xué)探究的興趣和百折不撓的精神。（3）定律的得出讓電能可以定量控制使用，是人類電氣化進(jìn)程的重要里程碑，讓學(xué)生感受法拉第的貢獻(xiàn)。方法闡釋創(chuàng)設(shè)物理情境，介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的不易和科學(xué)家們在遇到困難時巧妙解決問題的方法，為學(xué)生探究問題積累經(jīng)驗和能力，注重教給學(xué)生物理學(xué)重要的研究方法，在教與學(xué)的設(shè)計上，通過設(shè)計活動讓學(xué)生充分參與。注重過程教學(xué)，讓學(xué)生體驗規(guī)律的來龍去脈，搞清規(guī)律的內(nèi)涵和外延。教學(xué)流程教學(xué)環(huán)節(jié)一：知識回顧，提出問題今年是法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象180周年，得出電磁感應(yīng)定律160周年，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)開辟了人類使用電能的道路，法拉第十年研究才發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)，又用二十年才得到此現(xiàn)象的定量定律，是電磁學(xué)理論的重要基礎(chǔ)，今天我們將復(fù)習(xí)這個定律。（一）帶著對電磁感應(yīng)的認(rèn)識，請兩位同學(xué)上來參與一個活動。（看誰能讓燈更亮）燈亮度不同是感應(yīng)電流大小不同，即感應(yīng)電動勢大小不同，感應(yīng)電動勢大小和哪些因素有關(guān)？我們現(xiàn)在已知道結(jié)果，我們不妨用一點(diǎn)時間回顧一下法拉第二十年的研究過程，培養(yǎng)科學(xué)研究素養(yǎng)。1.猜想：磁通量發(fā)生改變才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，那么感應(yīng)電動勢大小與磁通量的變化最有可能有關(guān)。2.分析：磁通量的變化情況有變化大小和變化快慢，分別用變化量△φ和變化率△φ/△t表示。3.控制變量實(shí)驗：發(fā)現(xiàn)E與△φ無關(guān)，與△φ/△t有關(guān)4.猜想各種關(guān)系卻由于技術(shù)限制無法實(shí)驗定量驗證5.諾埃曼和韋伯先后理論分析才得出電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式若單匝線圈且各物理量均取國際單位則k無單位，且k=1，n匝線圈等效于n個單匝線圈串聯(lián)而成。（二）法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率△Φ/△t成正比．(n為線圈的匝數(shù))教學(xué)環(huán)節(jié)二:設(shè)計實(shí)驗，驗證定律現(xiàn)在科技更發(fā)達(dá)了，但仍無法直接測量△φ,從而無法直接驗證法拉第電磁感應(yīng)定律，不過我們已經(jīng)可以想辦法間接的粗略的驗證介紹控制變量驗證思路，讓學(xué)生了解如何控制并測量這些變量。1.假設(shè)當(dāng)△φ、n不變?nèi)绾问埂鳓詹蛔儯咳绾螠y量E、△φ、△t？（介紹軟件和器材）2.假設(shè)當(dāng)△t、n不變,,如何使△t不變？(介紹實(shí)驗器材)教學(xué)環(huán)節(jié)三:分析定律，分類推導(dǎo)１．關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律（1）.△φ取絕對值。（2）.公式中E為平均感應(yīng)電動勢，當(dāng)時間趨近于零時，E就為瞬時感應(yīng)電動勢。（3）.求通過電路的電量必須用電流的平均值[例]線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R.若將線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180°，此過程沖擊電流計中通過的電荷量q為（）A.B.C.D.【解析】通過感應(yīng)電路的電荷量，其中ΔΦ=2BS，可解得，答案C。應(yīng)用:測量磁感應(yīng)強(qiáng)度２.用公式E＝nΔΦ／Δt求E的三種情況：（1）.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，磁通量變化由磁場的回路面積S發(fā)生變化引起，此時，E＝nBΔS／Δt。關(guān)于E=BLV和E=BLVsinθ①.公式中v若代表平均速度，則求出的E就為平均感應(yīng)電動勢。v若代表瞬時速度，則求出的E就為瞬時感應(yīng)電動勢。②.V是相對于磁場的速度，且導(dǎo)線的長度L應(yīng)為處于磁場中的有效長度。③.E=BLV適用于B、L、V兩兩垂直時,不兩兩垂直時用E=BLVsinθ,θ為不垂直的兩個量的夾角.[例]．(2010·全國Ⅰ)某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10－5T．一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導(dǎo)體)流過．設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為2m/s.下列說法正確的是()A．河北岸的電勢較高B．河南岸的電勢較高C．電壓表記錄的電壓為9mVD．電壓表記錄的電壓為5mV【解析】海水在落潮時自西向東流，該過程可以理解為：自西向東運(yùn)動的導(dǎo)體棒在切割豎直向下的磁場．根據(jù)右手定則，右岸即北岸是正極，北岸電勢高，南岸電勢低，故A對B錯．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝BLv＝4.5×10－5×100×2V＝9×10－3V，故C對D錯．【答案】AC應(yīng)用：電磁流量計發(fā)電機(jī)（2）.垂直于磁場的回路面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，ΔB＝B2-B1，此時，E＝nSΔB／Δt。(用電磁爐演示更小的線圈卻能讓燈更亮)[例](10浙江)剛性金屬矩形導(dǎo)軌在紙面上固定放置，在距導(dǎo)軌封閉端距離L處引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接(如圖甲所示)．有一變化的磁場垂直于導(dǎo)軌平面，規(guī)定向外為正，變化規(guī)律如圖乙所示．則以下說法正確的是(ACD)A．第1秒內(nèi)上極板為正極B．在t=1s時板間電場強(qiáng)度最大C．第2秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度最大D．保持B的最大值不變，則圖像周期越小,感應(yīng)電動勢的最大值越大。（3）.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S都發(fā)生變化，此時E＝n(φ2—φ1)∕Δt。如圖，固定于水平面上的金屬架CDEF處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右運(yùn)動。t=0時，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時到達(dá)的位置恰好使構(gòu)成一個邊長為L的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時間變化?請推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式.應(yīng)用：電磁爐教學(xué)環(huán)節(jié)四:分析總結(jié)，應(yīng)用提高法拉第電磁感應(yīng)定律在不同情景下有不同的表現(xiàn)形式，不應(yīng)盲目動手，應(yīng)認(rèn)真審題分析出類型再解題。[例]如圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，一水平放置的金屬棒ab以速度v離開導(dǎo)軌水平拋出，且棒與磁場垂直，設(shè)棒在落下的過程中方向不變且不計空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是(C)A.越來越大B.越來越小C.保持不變D.無法判斷[練]:(11重慶)有人設(shè)計了一種可測速的跑步機(jī)，測速原理如圖所示，該機(jī)底面固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且接有電壓表和電阻R。絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細(xì)金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計金屬電阻，若橡膠帶勻速運(yùn)動時，電壓表讀數(shù)為U，求橡膠帶勻速運(yùn)動的速率V＝U/BL教學(xué)環(huán)節(jié)五:教學(xué)小結(jié)，深化理解用模型讓學(xué)生模擬總結(jié)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對本節(jié)主線更加清晰。教學(xué)反思本節(jié)課是按照新課標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)以第一輪復(fù)習(xí)課的方式來設(shè)計的，在教學(xué)設(shè)計上遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從而使學(xué)生對物理規(guī)律的復(fù)習(xí)不感突然和陌生