一、教学价值分析
1、 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容,它既与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系,它又能与力、热、能量等知识设计综合题目,而这节课的知识点可以帮助学生在不同表征的情况下进一步理解电磁感应定律。
2、 这一节所需要学生掌握的技能能地帮助学生解决关于电磁感应定律的运用中与图像有关的一类问题。
二、教材内容分析
知识点 |
分类 |
记忆 |
理解 |
应用 |
分析 |
评价 |
创造 |
B-t图、φ-t图、E-t图、I-t图、U-t图、F-t图 |
概念 |
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法拉第电磁感应定律 |
原理 |
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在图像中提取关于物理量如何变化的信息 |
技能 |
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将物理量变化的信息转化为图像 |
技能 |
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解决电磁感应定律的运用中与图像有关的问题 |
技能 |
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三、教学任务分析
四、学习者分析
1、 学生知识基础:学生刚进行完对楞次定律和法拉第电磁感应定律的学习,并在学习这节课前,对这节课所需要的相关基础知识例如等效电路、闭合电路欧姆定律及安培力等知识点进行了回顾。
2、 学生思维特点:学生形象思维能力强,但抽象思维能力较弱,对于同一物理量不同表征的转换这一能力,学生掌握地较差。
五、教学目标精准描述
1、 能从题目给出的图像中提取出“关于图像的物理量是如何变化”的信息。
2、 能将找到提取出的物理量与磁通量φ或者感应电动势E的关系。
3、 能从上述关系中得知电磁感应现象是否产生。
4、 能分析出电磁感应现象产生的感应电动势的种类、大小及方向。
5、 能说出解决电磁感应定律运用的图像问题的具体步骤。
六、教学活动整体设计
环节 |
内容 |
建构 ① |
【例1】如图所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=20cm2,线圈的电阻为r=1Ω,在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感强度随时间变化规律如图B-t所示,求:(取顺时针方向为感应电流正方向)
(1) 在t=2s、t=6s时穿过线圈的磁通量为多少? (2) 在4s前和4s后线圈中产生的感应电动势E、感应电流I、电势差Uab分别为多大?
(3)请结合以上计算过程及数据分别画出0~6s的φ-t图、E-t图、I-t图和Uab-t图。
处理感生电动势图像问题基本步骤: 1、 明确图像种类(图转化为物理量) 2、 分析电磁感应具体过程(磁通量是否变化及变化是否均匀) 3、 确定感应电动势的大小和方向(法拉第电磁感应定律、楞次定律) 4、 画图或判断图像(必要时需结合欧姆定律、闭合电路欧姆定律及安培力等知识) |
巩固 ① |
【巩固1】将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度 B 随时间t 变化的图像如图乙所示。请画出0~T时间内线圈的E-t图、I-t图(以顺时针方向为感应电流正方向)和以及ab边所受安培力随时间变化的F-t图。(以水平向右为 F 的正方向。)
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巩固 ② |
【课堂练习1】如下图,水平桌面上一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图(1)所示.0至1s内磁场方向垂直线框平面向下. 圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒,导体棒的长为L,电阻为R,且与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场中,其磁感应强度恒为B2,方向垂直导轨平面向下,如图(2)所示.若导体棒始终保持静止,则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)哪一个( A )
【课堂练习2】磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头为电流i的正方向(如图所示),已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图所示,则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是( CD )
【课堂练习3】如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力F的正方向,则在0~t1时间内,选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( D )
【课堂练习4】如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流,用理想电压表测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( C )
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总结 |
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七、知识点微设计
(1) 对于电磁感应定律运用的图像问题,关于感生电动势的题目与关于动生电动势的题目所考察的点会有所不同,但解决这两种题目的方法大同小异,因此在帮助学生总结解决此类问题方法时先总结大方向上的方法,然后对比两类不同的题目再在方法上进行适当地改进。
(2) 对于动生电动势的题目,有部分题目会涉及到“有效长度”的概念,因此在适当的时候需要对“有效长度”的概念进行补缺、
(3) 这一类题目在考试中往往会以选择题的形式考察,但难度不亚于计算题,因此这节课在解决这类问题时就以计算题为切入点,先计算,后画图,最后总结方法,虽然题目看似从繁琐到单一,步骤越做越少,但是对于难度却是逐步深入,越做越南,最后在运用中做到最难的题目。
八、作业评估
《创新设计》中相关部分的练习。
九、产品输出
ppt及学案