人教版選修(3-2)《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》教案

1、最新人教版選修（3-2）探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件教案年 月 日課題 4.2探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件課 型新授課教 學(xué) 目 標(biāo)（一）知識(shí)與技能1 .知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2 .會(huì)使用線(xiàn)圈以及常見(jiàn)磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。（二）過(guò)程與方法學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀滲透物理學(xué)方法的教育，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說(shuō)明電磁 感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。教學(xué)難點(diǎn)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。教 學(xué) 方 法實(shí)驗(yàn)觀察法、分析法、實(shí)驗(yàn)歸納法、講授法教學(xué)手段條形磁鐵（兩個(gè)），導(dǎo)體棒

2、，示教電流表，線(xiàn)圈（粗、細(xì)各一個(gè)），學(xué)生電源，開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器， 導(dǎo)線(xiàn)若嚇,教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?！痹诼娜祟?lèi)歷史長(zhǎng)河中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，-些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問(wèn)世 ，極大地解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展 ，特別是我們 剛剛跨過(guò)的二十世紀(jì)，更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開(kāi)能源 ，人類(lèi)發(fā)明 也離不開(kāi)能源，而最好的能源是電能，可以說(shuō)人類(lèi)離不開(kāi)電。飲水思源 ，我們忘不了為 發(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家一一法拉第。學(xué)生活動(dòng)1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第由此受到啟發(fā)，開(kāi)始了 “由磁生電”的探索，經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)

3、了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開(kāi)辟了人 類(lèi)的電氣化時(shí)代。本節(jié)課我們就來(lái)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。(二)進(jìn)行新課1、實(shí)驗(yàn)觀察(1)閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)在初中學(xué)過(guò)，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖4.2-1所示。演示：導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀察電流 表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。4.2-1導(dǎo)體切劑照惠整.產(chǎn)生域應(yīng)電造觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向1可右平動(dòng)向左向后平動(dòng)不擺動(dòng)向左平動(dòng)向右向上平動(dòng)不擺動(dòng)向前平動(dòng)不擺動(dòng)何卜平動(dòng)不擺動(dòng)結(jié)論：只有左右平動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)，有電流產(chǎn)生，前后平動(dòng)、上下平動(dòng)

4、體棒都不切割磁感線(xiàn)，沒(méi)有電流產(chǎn)生。還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?(2)向線(xiàn)圈中插入磁鐵，把磁鐵從線(xiàn)圈中拔出演示：如圖4.2-2所示。把磁鐵的某一個(gè)磁極向線(xiàn)圈中插入，從線(xiàn)圈中拔出，或靜止地放在線(xiàn)圈中。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表 2中。4工2鼻聯(lián)箱人 觸勖用力簽攝4發(fā),也宣表摘計(jì)如何躺臨t觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向n極插入線(xiàn)圈向右s極插入線(xiàn)圈向左n極停在線(xiàn)圈中不擺動(dòng)s極停在線(xiàn)圈中不擺動(dòng)n極從線(xiàn)圈中抽出向左s極從線(xiàn)圈中抽出向右結(jié)論：只有磁鐵相對(duì)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對(duì)線(xiàn)圈靜止時(shí) ，沒(méi)有電流生。演示：如圖4.2-3所示。線(xiàn)圈a通過(guò)變阻器

5、和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線(xiàn)圈b的兩端與電流表連接，把線(xiàn)圈a裝在線(xiàn)圈b的里面。觀察以下幾種操作中線(xiàn)圈b中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表3中。(3)模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)9 / 9福用明基m南開(kāi)龍發(fā)堂用制不制 十小假中笛電工絲些二山y(tǒng) 屯施叱觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。表3操作現(xiàn)象開(kāi)關(guān)閉合瞬間后電流產(chǎn)生開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間后電流產(chǎn)生開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)無(wú)電流產(chǎn)生開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片后電流產(chǎn)生結(jié)論：只有當(dāng)線(xiàn)圈 a中電流變化時(shí)，線(xiàn)圈b中才有電流產(chǎn)生。2、分析論證分組討論，學(xué)生代表發(fā)言。演示實(shí)驗(yàn)1中,部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場(chǎng)不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電

6、路所圍面積沒(méi)有發(fā)生變化，無(wú) 電流產(chǎn)生。演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對(duì)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€(xiàn)圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線(xiàn)圈中靜止時(shí)，線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。（如圖 4.2-4）*也崎受強(qiáng)甲祖通”變k 乙密漕量篁小制.3曲同中電就 的企化.曲靖也在更tt.陽(yáng)”由fit寰的翻入與忠.線(xiàn)中唯耳的電唐白變化.演示實(shí)驗(yàn)3中,通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中 ，線(xiàn)圈a中電流變化, 導(dǎo)致線(xiàn)圈b內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€(xiàn)圈面積不變） ，有電流產(chǎn)生；當(dāng)線(xiàn)圈 a 中電流恒定時(shí)，線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。（如圖 4.2-5）3、歸納總結(jié)請(qǐng)大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)

7、例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件？實(shí)例1中,部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)，磁場(chǎng)不變，但電路面積變化，從而穿過(guò)電路的磁通 量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例2中，導(dǎo)體插入、拔出線(xiàn)圈，線(xiàn)圈面積不變，但磁場(chǎng)變化，同樣導(dǎo)致磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例 3中,通斷電的瞬間，滑動(dòng)變阻器的 滑動(dòng)片迅速滑動(dòng)的瞬間，都引起線(xiàn)圈 a中電流的變化，最終導(dǎo)致線(xiàn)圈 b中磁通量變化 從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。從這三個(gè)實(shí)例看見(jiàn)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，應(yīng)是穿過(guò)閉合電路的磁通量變化。引起感應(yīng)電流的表面因素很多 ，但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化 ，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生

8、。（四）實(shí)例探究關(guān)于磁通量的計(jì)算【例1】如圖所示，在磁感應(yīng)弓雖度為 b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一面積為s的矩形線(xiàn)圈abcd,垂直于磁場(chǎng)方向放置，現(xiàn)使線(xiàn)圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180。，求此過(guò)程磁通量的變化?錯(cuò)解：初態(tài) 外=bs,末態(tài)b=8$,故4e=42 電=0。 ,4伊p位b錯(cuò)解分析：錯(cuò)解中忽略了磁通量的正、負(fù)。正確解法：初態(tài)中心=bs ,末態(tài)/=-bs ,故 :玄-i =2bs關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件【例2】在圖所示的條件下，閉合矩形線(xiàn)圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是答案：ef【例3】（綜合性思維點(diǎn)撥）如圖（甲）所示，有一通電直導(dǎo)線(xiàn) mn水平放置,通入向右的電流i,另有一閉合線(xiàn)圈于導(dǎo)線(xiàn)正下方且與導(dǎo)線(xiàn)位于同x x億）

9、一豎直平面，正豎直向上運(yùn)動(dòng)。問(wèn)在線(xiàn)圈到達(dá) mn上方的過(guò)程中，穿過(guò)p的磁通量是如何變化的？在何位置時(shí) p中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?p（甲）解：根據(jù)直流電流磁場(chǎng)特點(diǎn)，靠近導(dǎo)線(xiàn)處磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線(xiàn)處磁場(chǎng)弱。把線(xiàn)圈 p從mn下方運(yùn)動(dòng)到上方過(guò)程中的幾個(gè)特殊位置如圖（乙）所示，可知i 一n磁通量增加 ，n 一出磁通量減小，出一w磁通量增加，iv一 v磁通量減小，所以整個(gè)過(guò)程磁通量變化經(jīng)歷了增加一減小一增加一減小，所以在整個(gè)過(guò)程中p中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用【例4】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼 電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線(xiàn)圈a和bo線(xiàn)圈a跟電源連接，線(xiàn)圈b的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉 合回路。

10、在斷開(kāi)開(kāi)關(guān) s的時(shí)候，彈簧e并不能立即 將銜鐵 d拉起，因而不能使觸頭 c （連接工作電 路）立即離開(kāi)，過(guò)一段時(shí)間后觸頭 c才能離開(kāi)，延時(shí) 繼電器就是這樣得名的。試說(shuō)明這種繼電器的原理。解析：線(xiàn)圈 a與電源連接，線(xiàn)圈a中有恒定電流，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，有磁感線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn) 圈b,但穿過(guò)線(xiàn)圈b的磁通量不變化，線(xiàn)圈b中無(wú)感應(yīng)電流。斷開(kāi)開(kāi)關(guān) s時(shí)，線(xiàn)圈a中 電流迅速減減小為零，穿過(guò)線(xiàn)圈b的磁通量也迅速減少，由于電磁感應(yīng)，線(xiàn)圈b中產(chǎn)生 感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)銜鐵d的吸引作用，觸頭c /、離開(kāi)；經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后感應(yīng)電流減弱，感應(yīng)電流磁場(chǎng)對(duì)銜鐵 d的吸引力減小，當(dāng)彈簧e的作用力比磁場(chǎng) 力大時(shí)，才將銜鐵d拉起，

11、觸頭c離開(kāi).鞏固練習(xí)1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是 （）a .磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通里越大 一，b.穿過(guò)某線(xiàn)圈的磁通量為零時(shí) ，由b=可知磁通密度為零 sc.磁通密度越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大d,磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于 1 m2的面積上穿過(guò)的最大磁通量 答案：cd2.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的電位“特斯拉”相當(dāng)?shù)氖?）a . wb/m 2b . n/a mc. kg/a s2d. kg/c - m答案：abc3.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說(shuō)法中ie確的是（）a.只要穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化，線(xiàn)圈中就一定有感應(yīng)電流b.只耍閉合導(dǎo)線(xiàn)做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線(xiàn)中就一定有感應(yīng)電流c.若閉合電路

12、的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定沒(méi)有感應(yīng)電流d.當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中一定有感應(yīng) 電流答案：d4.在一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中通以如圖所示的恒定電流時(shí) ，套在長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)上的閉合線(xiàn)環(huán)（環(huán) 面與導(dǎo)線(xiàn)垂直，長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)環(huán)的中心） ，當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí)，肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的 是 1）a .保持電流不變，使導(dǎo)線(xiàn)環(huán)上下移動(dòng)b.保持導(dǎo)線(xiàn)環(huán)不變，使長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中的電流增大或減小c.保持電流不變，使導(dǎo)線(xiàn)在豎直平面內(nèi)順時(shí)針（或逆時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng)chi2）d.保持電流小艾，外在與導(dǎo)線(xiàn)垂直的水平囿內(nèi)左右水平移動(dòng)解析：畫(huà)出電流周?chē)拇鸥芯€(xiàn)分布情況。答案：c5 .如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧，套在條形磁鐵的中心位置。若將彈簧沿半徑向外拉b.減小d .無(wú)法使其面積增大，：a.增大c.不變 確定如何變化答案：b6 .行駛中的汽車(chē)制動(dòng)后滑行一段距離 ，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮 的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線(xiàn)圈，線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程a.物體克服阻力做功b.物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量c.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量d.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：都是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)