高中物理_法拉第电磁感应定律教学设计学情分析教材分析课后反思

【设计思路】

法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是集力学、电磁学于一体的综合应用单元，同时也是后面学习交流电、传感器等知识的理论基础。高三一轮复习在理解物理概念，归纳总结定理定律的基础上，对知识点进行梳理，逐步渗透、建立模型，重视知识的内涵与外延，逐步形成系统化、网络化，为第二轮复习打下坚实的基础。

本节课从磁通量的变化情况入手，应用类比的方法理解磁通量的变化与变化率，归纳总结出法拉第电磁感应定律，并演绎出感生电动势与动生电动势，主要讨论动生电动势的形成原因、公式及其使用。电磁感应问题综合要求较高，要帮助学生建立一些常规模型，形成解决问题的一般思路能力、抽象思维能力要求较高，为解决这一难题，设计了系列几何画板课件，变抽象为直观，变静态为动态，有利于学生理解抽象的知识，建立空间模型，大大提高了课堂教学效率。 【教学目标】

（一）知识和能力目标

1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、

并理解它们的物理意义。 t2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能解答有关问题。

3．知道感生电动势与动生电动势，知道公式EBLvsin的推导过程及适用条件，并能解答有关问题。 （二）过程与方法目标

1．教师通过类比法学习感应电动势，通过动画演示，指导学生观察分析，总结规律。 2．通过分析具体问题帮助学生建立常规模型，掌握解决电磁感应的三类问题。 （三）情感、态度、价值观目标

1．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 2．了解物理学史，体验科学家发现物理规律的艰辛和培养坚持不懈的精神。 【重点与难点】

重点：法拉第电磁感应定律

难点：理解感生电动势与动生电动势 【教学过程】 (一) 复习提问

1、一个电路中怎样才会有电流？ 2、产生感应电流的条件？ (二)新课引入

电磁感应的产生其精髓在于一个“变”字，即磁通量的变化，磁通量是如何定义的？怎样计算？又有哪些变化情况呢？ (三)新课教学

一、磁通量及其变化

1、定义：穿过闭合回路磁感线的条数。

2、公式：BS 只适用于匀强磁场且B⊥S

一般情况：BSsin ，其中 θ为磁感线与面夹角（几何画板课件1） 3、磁通量的变化：21

SB 线面垂直只有磁感应强度变化 BS 线面垂直只有面积变化

磁通量是标量但有方向 （几何画板课件2）（基础检测4） 4、磁通量的变化率：

表示磁通量变化的快慢 t （为什么要提出变化率，因为实验表明感应电流大小与变化快慢有关） 类比：Φ、ΔΦ、

v三者关系与υ、 Δυ 、相似 tt二、法拉第电磁感应定律

 t n为线圈匝数，相当于n个相同电源串联

2、感生电动势和动生电动势⑴感生电动势：由于磁场变化而引起的电动势（注意是随时间变化，不是随空间变化）

感生电动势产生的机理（几何画板课件3）

B En nSttΦ－t图象的斜率即为磁通量的变化率 Φ Φ Φ

0 t

0 0 t t

磁通量不变 均匀变化 拐点处变化率为零，Φ为零处变化

率最大

例1．(2014江苏卷)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由

B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )

1、定律：En2

Ba2nBa2nBa22nBaA. B. C. D. 2Δt2ΔtΔtΔt

拓展：如何理解均匀变化？哪部分导体相当于电源？其正极在哪端？

⑵动生电动势：由于导体在磁场中切割磁感线产生的电动势 动生电动势产生的机理（几何画板课件4）

SxBBLBLv ttt条件：υ⊥B和棒，若υ与B有夹角θ，则E=BLνsinθ 若υ不垂直于棒或导体棒弯曲

注意：L为在磁场中的垂直于速度的有效长度（几何画板课件5、6） E

例2．如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上。若取顺时针方向为感应电流的正方向，则金属框穿过磁场过程中的感应电流i随时间t变化的图像是下图所示的( )

（两种情况及两个公式的对比小结：我们现在将感应电动势演绎成两种情况是为了同学们更好地理解法拉第电磁感应定律，而当初法拉第经历的过程与我们相反，他历经十年归纳总结了许多电磁感应规律才最终得出法拉第电磁感应定律，为电磁学的发展奠定了基础。实际上我们学知识往往都是这样从表象到内涵，再由内涵到表象，不断地归纳和演绎，希望能给同学们以后的学习一些启示。）

求平均电动势，而用EBLv求瞬时电动势，当然也可用

t后者求平均电动势，此时的υ应理解为一段时间的平均速度。）

例3．如图所示，磁感强度B=1.2T的匀强磁场中有一折成37°角的金属导轨aob，导轨平面垂直磁场方向。一条与导轨材料相同的直导线MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好。当MN以υ=4m/s从导轨O点开始向右平动时，若所有导线单位长度的电阻r =0.1Ω/m。求：⑴经过时间t后，闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值； ⑵闭合回路中的电流大小和方向。

解：(1)设运动时间为t后，在ob上移动S=νt=4t，MN的有效长度

（对这两个公式一般用EnLvttan373t(m) EBLv1.23t414.4t(V)

1EBLvBLv7.2t(V)2(2)回路总长度S'4t3t5t12t(m) 总电阻RrS'1.2t() IE14.4t12(A) R1.2tυ

37°

电流为恒定值，因为L均匀变化，方向逆时针

3、转动切割： （几何画板课件8）

1112LSLLLtS1222EBBBBBL2 ttttt2B

ω o a 也可由动生电动势公式推导：EBLvBL0L1BL2

22 再由右手定则确定电势高低

例4．(2013全国卷17)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导

体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t＝0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（ ）（几何画板课件7）

A B C D 4、感应电量：qIt 基础检测4、

小结求感应电量的方法：若电流恒定优先用qIt，感应电流为变量只能用qn学情分析

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探究感应电流的大小与什么因素有关．教师在学生易错易误的地方可采用列表对比的方法，课堂中加强对学生空间思维的培养

E 与变化所需时间无关 tnRR R教学反思：

为了在新课教学中突出重点，突破难点，教学中在配置公式E＝Blv⊥方面的练习，是有意削弱了的。课堂练习只安排了画瞬时感应电动势的示意图，而把讲课的重心放在公式ε＝nΔφ/Δt上。考虑到E＝Blv⊥=Blvsinθ中，要识别θ角，需要较强的空间想象能力，常常要作透视分析与转换，打算安排专门的习题课，对学生加以训练．在教学初期，只安排θ＝90°（即E＝BLv⊥）的练习。 鉴于学生对法拉第电磁感应定律的深刻理解和熟练掌握都有一定难度。在教学中必须循序渐进地让学生得到巩固、加深和提高。在课堂教学中我安排适量的针对性习题，通过习题力求使学生初步理解并掌握法拉第电磁感应定律内容及表达式，真正理解与掌握知识的内涵。而第二课时侧重于对定律的应用。在教学中没有强调与E=BLvcosθ这两个关系式的适用范围，而是布置了课后作业。我想这不但不会影响教学的完整性，反而能提高课后继续探究的兴趣。本课题内容应安排二课时，课后应视同学们的作业情况再安排一课时的整理与习题，力求使学生真正理解与掌握知识的内涵。

不足之处：本课程内容多，对学生实验与分析能力和综合素质要求高，一部分学生由于基础薄弱，使得一些知识点落实不到位，另外由于学生学习能力的问题，少数学生无法跟上教学进度。这在课后作业中也会有所反映。我应在课后要更好的关心这部份同学，同时应尽可能简化教学过程但又不降低教学要求

教材分析

电磁感应定律的发现的指导思想以及发现过程对后人也有重要的启迪和教育。“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容．从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础．它既是教学重点，也是教学难点．

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 不变的时候，△Φ=△B·S； 当磁感应强度 不变的时候， ；

当回路面积 和磁感应强度 都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候， （ 是回路面积 在与 垂直方向上的投影）．

3、 E是 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： 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 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．

法拉第电磁感应定律

1.长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋Kt(K>0)随时间变化，t＝0时，P、Q两极板电势相等．两极板间的距离远小于环的半径，则经时间t电容器P板 ( )

A．不带电

B．所带电荷量与t成正比 KL2C

C．带正电，电荷量是

4πKL2C

D．带负电，电荷量是

4π

2.如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知b的半径是a的两倍，若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，M、N两点间的电势差为U；若该磁场存在于b内，a在磁场外，M、N两点间的电势差为多大（ ）（M、N在连接两环的导线的中点，该连接导线的长度不计）

A 4U B 2U C U/4 D U/2

3.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是：

A.U a ＜U b ＜U c ＜U d B.U a ＜U b ＜U d ＜U c C.U a ＝U b ＜U c ＝U d D.U b ＜U a ＜U d ＜U c

4.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图1所示．若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是( )

5.如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距 0.2 m，金属导体 ab 可在导轨上无摩

擦地上下滑动，ab 的电阻为 0.4 Ω，导轨电阻不计，导轨 ab 的质量为 0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为 0.2 T，且磁场区域足够大，当 ab 导体自由下落 0.4 s 时，突然接通开关 S，取 g = 10 m/s2．则： ⑴ 试说出 S 接通后，ab 导体的运动情况； ⑴ ab 导体匀速下落的速度是多少？

课表分析

《法拉第电磁感应定律》是电磁学的核心内容,是中学物理重点教学内容之一。从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础。从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。