高中物理《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》教案 （人教版選修3-2）

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111 選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》 一、教材分析 由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢—感生電動勢，由導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢—動生電動勢。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動勢與動生電動勢的提出，涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但教材對此要求不高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識到變化的磁場可以產(chǎn)生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識上的飛躍。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識目標(biāo)： （1）．知道感生電場。 （2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。 2．能力目標(biāo)： 理解感生電動勢與動生電動勢的概念 3．情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo)： （1）。通過同學(xué)們之間的討論、研究增強(qiáng)對兩種電動勢的認(rèn)知深度，同時提高學(xué)習(xí)物理的興趣。 （2）。通過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：感生電動勢與動生電動勢的概念。 難點(diǎn)：對感生電動勢與動生電動勢實(shí)質(zhì)的理解。 四、學(xué)情分析 學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點(diǎn)是使學(xué)生理解感生電動勢和動生電動勢的概念，因此要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達(dá)到這個目的。 五、教學(xué)方法 1．分組探究討論法，講練結(jié)合法 2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。 3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合本節(jié)學(xué)案來預(yù)習(xí)本節(jié)課本內(nèi)容。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。 3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：以學(xué)習(xí)小組為單位課前預(yù)習(xí)討論兩個重要概念及其實(shí)質(zhì)。 七、課時安排：1課時 八、教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 什么是電源？什么是電動勢？ 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則： 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。 設(shè)計意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 1、感應(yīng)電場與感生電動勢 投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動呢？英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做感生電動勢。 2、洛倫茲力與動生電動勢 （投影）思考與討論。 1．導(dǎo)體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運(yùn)動是斜向上的。 2．自由電荷不會一直運(yùn)動下去。因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng)，當(dāng)電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運(yùn)動。 3．C端電勢高。 4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。 一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時相當(dāng)于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。 如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。 導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 （四）實(shí)例探究 感生電場與感生電動勢 【例1】 磁場變強(qiáng) 如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是（ ） A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場 B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對 洛侖茲力與動生電動勢 【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（ ） A．因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān) D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的 解析：如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動時，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的 A端顯示出正電荷，所以A端電勢比 B端高．棒 AB就相當(dāng)于一個電源，正極在A端。 綜合應(yīng)用 【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應(yīng)向_________運(yùn)動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________ 答案：1.AC 2.AB 3.向上 2mg （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。 設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄） （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 結(jié)合學(xué)案進(jìn)一步加深對相關(guān)概念的理解和記憶，練習(xí)學(xué)案習(xí)題，并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 九、板書設(shè)計 一、感應(yīng)電場與感生電動勢 磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做感生電動勢。 二、洛倫茲力與動生電動勢 一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時相當(dāng)于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。 十、教學(xué)反思 十一、學(xué)案設(shè)計(見下頁) 111