新人教版高中物理選修3-2全冊導學案版

新人教版高中物理選修

全冊導學案

目錄

第四章第1節(jié)劃時代的發(fā)現(xiàn)導

第四章第2節(jié)探究電磁感應的產生條件

第四章第3節(jié)楞次定律

第四章第4節(jié)《法拉第電磁感應定律》

第四章第5節(jié)《電磁感應規(guī)律的應用》

第四章第5節(jié)《電磁感應規(guī)律的應用》

第四章第6節(jié)《互感與自感》

第四章第6節(jié)《互感與自感》

第四章第7節(jié)《渦流電磁阻尼和電磁驅動》

第四章第《渦流電磁阻尼和電磁驅動》

第五章第1節(jié)交變電流

第五章第2節(jié)描述交變電流物理量

第五章第3節(jié)《電感和電容對交變電流的影響》

第五章第4節(jié)變壓器

第五章第5節(jié)《電能的輸送》

第六章第1節(jié)傳感器及其工作原理

第六章第2節(jié)傳感器的應用（一）

第六章第3節(jié)傳感器的應用（二）

第六章第4節(jié)傳感器的應用實驗

新人教版高中物理選修3-2學案

選修3-2第四章電磁感應

第1節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》

課前預習學案

一、預習目標

預習奧斯特夢圓“電生磁”；法拉第心系“磁生電”，初步了解物理學中奧斯特和法拉第的

貝

二、預習內容

奧斯特夢圓"電生磁”標題和法拉第心系“磁生電”標題。

問題1:奧斯特在什么思想的啟發(fā)下，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應的？

問題2：奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，能說明他是一個“幸運兒”嗎？是偶然還是必然？

問題3：1803年奧斯特總結了一句話內容是什么？

問題4：法拉第在了奧斯特的電流磁效應的基礎上，思考對稱性原理，從而得出了什么樣的

結論？

問題5：其他很多科學家例如安培，科拉頓等物理學家也做過磁生電的試驗，可他們都沒有

成功，他們問題出現(xiàn)在那里？

問題6：法拉第經過無數(shù)次試驗，經歷10年的時間，終于領悟到了什么？

問題7：什么是電磁感應？什么是感應電流？

問題8：通過學習你從奧斯特、法拉第等科學家身上學到了什么？

問題%通過查閱資料，了解法拉第的生平，詳細寫出法拉第一生中的偉大成就和偉大發(fā)現(xiàn)。

三、提出疑惑

同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

疑惑點疑惑內容

1

新人教版高中物理選修3-2學案

課內探究學案

一、學習目標

1.知識與技能

(1)知道奧斯特實驗、電磁感應現(xiàn)象，

(2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程，

(3)知道電磁感應和感應電流的定義。

2.過程與方法

(1)通過閱讀使學生掌握自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉化的；

(2)通過學習了解科學家們在探究過程中的失敗和貢獻，從中學習科學探究的方法和

思想。

(3)領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問

題時的重要性

3.情感、態(tài)度與價值觀

(1)通過學習閱讀培養(yǎng)學生正確的探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神；

(2)領會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。

(3)以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。

二、學習過程

探究一：奧斯特夢圓“電生磁”------電流的磁效應

(1)是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的？在這之前，科學研究領域存在怎樣的歷

史背景？

(2)奧斯特的研究是一帆風順的嗎？奧斯特面對失敗是怎樣做的？

(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程是怎樣的？用學過的知識如何解釋？

(4)電流磁效應的發(fā)現(xiàn)有何意義？談談自己的感受。

學生甲：(1)許多哲學家提出了各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉化的思想。奧

斯特堅信電與磁之間可能存在著某種聯(lián)系。而在這之前許多物理學家都堅持認為電與磁是

互不相關的。

學生乙：(2)奧斯特的研究并不是一帆風順的。經歷了好多次失敗，但奧斯特始終沒

有放棄。直到1820年4月的一次演講中他才發(fā)現(xiàn)了電流竟使下面的小磁針發(fā)生了轉動。也

就是電流的磁效應。

學生丙：(3)奧斯特在1820年4月的一次演講中，碰巧在南北方向的導線下面放置了

一枚小磁針。當電源接通時，小磁針發(fā)生了轉動。說明電流對小磁針產生了作用，證明電

流在其周圍產生了磁場。這就是發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程。通過前面的學習，我們知道，地

磁場是南北方向的，小磁針靜止時指示南北方向。通電直導線的磁場方向遵守安培定則。

當導線南北放置時，導線下方的磁場方向沿東西方向，當導線通電后，小磁針受到電流的

磁場作用由原來的南北方向轉向東西方向。奧斯特從磁針的偏轉，確定電和磁的聯(lián)系。也

就是電流的磁效應。

學生?。?4)電流磁效應的發(fā)現(xiàn)揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系。奧斯特

的思維和實踐突破了人類對電與磁認識的局限性。電流磁效應的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學認識領域

的思考，推動了電磁學的發(fā)展。

探究二：法拉第心系“磁生電”------電磁感應現(xiàn)象

(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？

(2)法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？

(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終，失敗的原因是什么？

2

新人教版高中物理選修3-2學案

（4）法拉第經歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具體的

過程是怎樣的？之后他又做了大量的實驗都取得了成功，他認為成功的“秘訣”是什么？

（5）從法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程中，你學到了什么？談談自己的體會。

學生甲：（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了對稱性的普遍思考：既然電流能夠引起磁

針的運動，那么磁鐵也會使導線產生電流。法拉第堅信：磁與電之間也應該有類似的“感

應”。

學生乙：（2）法拉第的研究并不是一帆風順的。經歷了好多次失敗，但法拉第始終沒

有放棄。直到1831年8月29日，他苦苦尋找了10年之久的“磁生電”的效應終于被發(fā)現(xiàn)

了。

學生丙：（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作過三次集中的實

驗研究，均以失敗告終。原因在于，法拉第認為，既然奧斯特的實驗表明有電流就有磁場，

那么有了磁場就應該有電流。他在實驗中用的都是恒定電流產生的磁場。

學生?。海?）多次失敗后，1831年8月29日，法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。他把

兩個線圈繞到同一個鐵環(huán)上，如圖所示。一個線圈接電源，一個線圈接“電流表”，在給線

圈通電和斷電的瞬間，令一個線圈中就出現(xiàn)電流。之后他又做了大量的實驗都取得了成功，

他認為成功的“秘訣”是：“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應。

學生丁：（5）法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程經歷了10年之久，經歷了大量的失敗，

但法拉第憑借自己的堅定信念和對科學的執(zhí)著追求，勇敢地面對失敗，一次又一次，最終

成功屬于堅持不懈的有心人，他成功了。作為現(xiàn)代的中學生就要學習法拉第不怕失敗、勇

敢面對挫折的堅強意志。

三、反思總結

收獲知識點收獲心得體會

3

新人教版高中物理選修3-2學案

選修3-2第四章電磁感應

第2節(jié)《探究電磁感應的產生條件》

課前預習學案

一、預習目標

復習初中“閉合電路的部分導體切割磁感線”實驗，預習課本1>5實驗觀察部分；初步把握

實驗原理、目的要求、材料用具和方法步驟。

二、預習內容

1.初中“閉合電路的部分導體切割磁感線”實驗

分析實驗中看到的現(xiàn)象，就能知道

閉合電路中產生電流的條件了。如果把磁

感線想像成一根根實實在在的線，把導

線想像成一把刀，表達起來可能會方便

些。

由于導體在磁場中運動而產生電流的

現(xiàn)象，是一種電磁感應(electromagnetic

induction)現(xiàn)象，產生的電流叫做感應電

流(inductioncurrent).圖9.7-2號線在磁場中怎

樣運動才能產生感應電流？

因此，閉合電路中產生感應電流的

條件是：_____________________________

(1)初中這個實驗中導體棒是如何切割磁感線的？

(2)這個實驗，閉合電路中產生感應電流的條件是?

2.預習課本Ps實驗觀察部分

名岐■人.斌出限浮在嗖EB4.2-3用開關或受熟卷控制一個線圖中的電

圖中時.電R我揩計歸何功律？?.健，在另一公圖80產生電篋嗎7

(1)電路中用了哪些器材？

(2)它們是怎么連接在一起的？

(3)圖4.2-2中的大線圈和圖4.2-3中B線圈的接線柱可以調換順序嗎？

三、提出疑惑

同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

疑惑點疑惑內容

4

新人教版高中物理選修3-2學案

課內探究學案

一、學習目標

1.知識和技能

(1)知道什么是電磁感應現(xiàn)象。

(2)能根據(jù)實驗事實歸納產生感應電流的條件。

(3)會運用產生感應電流的條件判斷具體實例中有無感應電流。

(4)能說出電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化特點。

2.過程和方法

(1)體會科學探索的過程特征，領悟科學思維方法。

(2)通過實驗探究，歸納概括出利用磁場產生電流的條件，培養(yǎng)學生的觀察、操作、探究、

概括能力。

3.情感、態(tài)度和價值觀

(1)通過本節(jié)課的學習，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

(2)介紹法拉第不怕困難，頑強奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，感受法拉第勇于探

索科學真理的科學精神。

(3)通過對物理學中簡潔美的介紹賞析，培養(yǎng)學生欣賞物理學中美的情懷。

二、學習過程

提出問題1.在初中，我們就初步學習和認識了電磁感應。

請問：什么叫電磁感應現(xiàn)象？

2.你知道電磁感應現(xiàn)象在生產和生活中有哪些應用？

探究一：閉合電路的部分導體切割磁感線

演示：導體左右平動，前后運動、上下運動。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記

錄在表1中。如圖4.2-5所示。--

口

圖4.2-5

導體棒的運動表針的擺動方向導體棒的運動表針的擺動方向

向右平動向后平動

向左平動向上平動

5

新人教版高中物理選修3-2學案

向前平動向下平動

結論：只有左右平動時，導體棒切割磁感線，有電流產生，前后平動、上下平動，導體棒

都不切割磁感線，沒有電流產生。

探究二：還有哪些情況可以產生感應電流

用42：M出或停在短8S4.2-3用開*W堂也&校*一二咬18中的電

窿中時.電底衰措針8何動作？K.俄等在另一個支■一產生S應電位嗎？

表2

磁鐵的運動表針的擺動方向磁鐵的運動表針的擺動方向

N極插入線圈S極插入線圈

N極停在線圈中S極停在線圈中

N極從線圈中抽出S極從線圈中抽出

結論：只有磁鐵相對線圈運動時，有電流產生。磁鐵相對線圈靜止時，沒有

電流產生。

表3

操作現(xiàn)象

開關閉合瞬間

開關斷開瞬間

開關閉合時，滑動變阻器不動

開關閉合時，迅速移動變阻器的滑片

結論：

三、反思總結

分析論證得出結論

四、當堂檢測：

1、如圖4-2-6,豎直放置的長直導線ef中通有恒定電流，有一矩形線框abed與導線在同

6

新人教版高中物理選修3-2學案

一平面內，在下列情況中線圈產生感應電流的是（）

A、導線中電流強度變大B、線框向右平動

C、線框向下平動D、線框以ab邊為軸轉動

E、線框以直導線ef為軸轉動

2、下列關于產生感應電流的說法中，正確的是（）

A、只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應電流產生

B、只要閉合導線做切割磁感線的運動，導線中就一定有感應電流

C、閉合電路的一部分導體，若不做切割磁感線運動，則閉合電路中就一定沒有感應電流

D、當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中就一定有感應電流

3、如圖4-2-7所示，一個矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導線在同一平面，且處

于兩直導線的中央，則線框中有感應電流的是（）

A、兩電流同向且不斷增大B、兩電流同向且不斷減小

C、兩電流反向且不斷增大D、兩電流反向且不斷減小

4、如圖4-2-8所示，導線ab和cd互相平行，則在下列情況中導線cd中無電流的是（）

A、電鍵S閉合或斷開的瞬間

B、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向左滑

C、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向右滑

D、電鍵S始終閉合，滑動觸頭不動

5、如圖4-2-9所示，范圍很大的勻強磁場平行于OXY平面，線圈處在OXY平面中，要使線

圈中產生感應電流，其運動方式可以是（）

A、沿0X軸勻速平動B、沿0Y軸加速平動

C、繞0X軸勻速轉動D、繞0Y軸加速轉動

6、目前觀察到的一切磁體都存在N、S兩個極，而科學家卻一直在尋找是否存在只有一個

磁極的磁單極子。若確定存在磁單極子，設法讓磁單極子A通過一超導材料制成的線圈如

圖4-2-10所示，則下列對于線圈中的感應電流的判斷，正確的是（）

A、只有A進入線圈的過程有電流B、只有A離開線圈的過程中有電流

C、A離開線圈后，電流保持不變D、A離開線圈后，電流消失

圖4-2-6圖4-2-7圖4-2-8圖4-2-9圖4-2-10圖4-2-11圖4-1-12

答案：l.ABD2.D3.BC4.D5.C6.C

7

新人教版高中物理選修3-2學案

選修3-2第四章電磁感應

第3節(jié)《楞次定律》

課前預習學案

一、預習目標

五、了解磁通量的定義、公式；B、_的物理意義。

六、初步了解實驗器材、實驗方法、實驗步驟、實驗原理。

7、預習內容。

在電磁學里常常要討論穿過某一個面的磁場，為此需要引入?

個新的物理網(wǎng)磁通ht.假設住勻強磁場中有一個與磁場方向垂

農的平面.面積為5(圖14T甲).磁場的磁感應強度為及我們

把磁感應強度8與面積S的乘積?叫做穿過這個面的通??用中

表示.即

4>=BS(1)

(1)式表示,面積越大、磁感應強度越大.穿過這個面的磁通

植就越大.

在國際單位制中.磁通力的單位是韋伯.簡稱韋.符號是Wb.

從(D式可以看出.Wb和T、n?的關系為

1Wb=1TX1m:

同樣一個平面，如果不和磁場方向垂直?如圖141乙.那么,

穿過它的磁通敏就比垂H時小.這種情形本書不作深入研究.當平

面和磁場方向平行時(圖14T內),穿過這個面的磁通量為零.

圖4.3-1

1.磁通量的定義、公式、單位。

(1)定義：叫做穿過這個面的磁通量，用—表示。

(2)公式：___________

(3)單位：(Wb)lWb=lT?m2

2.理解：

(1)參看圖甲、乙、丙磁通量的大小是如何比較的

(2)磁通量是標量，但有正負之分：

如：一個面積是S的面，垂直勻強磁場B放置，則穿過該面的磁通量6=B?S。如果該面

轉動180°則穿過該面的磁通量改變了2BSo

(3)磁通量與線圈的匝數(shù)無關

(4)磁通量的變化量△①=中2-①I.磁通量變化包括：磁感應強度B變化，面積S變化，S

與B的夾角變化

三、提出疑惑

同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

疑惑點疑惑內容

8

新人教版高中物理選修3-2學案

課內探究學案

一、學習目標

1、知識與技能：

(1)、理解楞次定律的內容。

(2)、能初步應用楞次定律判定感應電流方向。

(3)、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。

(4)、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。

2、過程與方法

(1)、通過觀察演示實驗，探索和總結出感應電流方向的一般規(guī)律

(2)、通過實驗教學，感受楞次定律的實驗推導過程，培養(yǎng)學生觀察實驗，分析、歸納、

總結物理規(guī)律的能力。

3、情感態(tài)度與價值觀

(1)、使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學

方法。

(2),培養(yǎng)學生的空間想象能力。

(3)、讓學生參與問題的解決，培養(yǎng)學生科學的探究能力和合作精神。

二、學習過程

探究一：研究感應電流的方向

(1)、探究目標：找這兩個磁場的方向關系的規(guī)律。

(2)、探究方向：從磁鐵和線圈有磁力作用入手。

(3)、探究手段：分組實驗(器材：螺線管，靈敏電流計，條形磁鐵，導線)

(4)、探究過程

磁鐵在管上靜止磁鐵在管中靜止

NS

不動時不動時

插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下

原來磁場的方向

9

新人教版高中物理選修3-2學案

原來磁場的磁通

量變化

感應磁場的方向

原磁場與感應磁

場方向的關系

感應電流的方向

(螺線管上)

問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內容分析一下，感應電流的磁場方向是否總是與原磁場的

方向相反？

問題2、請你仔細分析上表，用盡可能簡潔的語言概括一下，究竟如何確定感應電流的方向？

并說出你的概括中的關鍵詞語。

問題3、你能從導體和磁體相對運動的角度來確定感應電流的方向嗎？如果能，請用簡潔的

語言進行概括，并試著從能量的轉化與守恒角度去解釋你的結論？

探究二、分析歸納論證、得出結論。

概括1：

概括2：

概括3：

探究三、楞次定律一一感應電流的方向

(1)

(2)

(3)

第3節(jié)楞次定律的應用

例：兩同心金屬圓環(huán)，使內環(huán)A通以順時針方向電流，現(xiàn)使其電流增大，則在大環(huán)B中產

生的感應電流方向如何？若減小電流呢？

(5)楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線

問題1：當閉合回路的部分導體切割磁感線也會引起磁通量的變化，從而使回路中產生感應

電流，這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢，可以用楞次定律判斷電流的方向嗎？

問題2：用楞次定律判斷感應電流的過程很復雜，能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合回

10

新人教版高中物理選修3-2學案

路中部分導體切割磁感線產生的電流的方向呢？

三、反思總結

分析論證得出結論

3.當堂檢測:

1.根據(jù)楞次定律知感應電流的磁場一定是（）

A.阻礙引起感應電流的磁通量

B.與引起感應電流的磁場反向

C.阻礙引起感應電流的磁通量的變化

D.與引起感應電流的磁場方向相同

答案：C

點評：楞次定律揭示了感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化.

2.如圖4.3-3所示，通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abed則（）

A.若線圈向右平動，其中感應電流方向是a—"

B.若線圈豎直向下平動，無感應電流產生

C.當線圈以助邊為軸轉動時，其中感應電流方向是a-?cfd

D.當線圈向導線靠近時，其中感應電流方向是afZr+c—d,

答案：ABC

點評：先明確直線電流周圍磁感線的分布情況，再用楞次定律判定.

圖4.3-3

3.如圖4.3-4所示，一水平放置的矩形閉合線框abc",在細長磁鐵的〃極附近豎直下落，

保持命邊在紙外，ad邊在紙內，如圖中的位置I經過位置H到位置III,位置I和DI都很靠

近II,在這個過程中，線圈中感應電流（）

A.沿abed流動,----?

B.沿deba流動________，一/

C.由I到II是沿aAd流動，由II到HI是沿deba流動/-II

D.由I到II是沿deba流動，由H到HI是沿abed流動NVb__C

/__7in

圖4.3-4

解析：根據(jù)細長磁鐵的〃極附近的磁感線分布，線圈abed在位置II時，穿過線圈的磁通量

為零；在位置I時，磁感線向上穿過線圈；在位置m時，磁感線向下穿過線圈.設磁感線向

上穿過線圈，磁通量為正，因此可見，由I到II再到m,磁通量連續(xù)減小，感應電流方向

不變，應沿a6c曲流動.故A正確.答案：A

點評：明確〃極附近磁感線的分布情況由穿過磁感線的條數(shù)判定磁通量變化,再用楞次定律

分段研究

4.如圖4.3-5所示，兩個相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過

11

新人教版高中物理選修3-2學案

程中兩環(huán)的運動情況是（

A.同時向左運動，間距增大

B.同時向左運動，間距不變

C.同時向左運動,間距變小

D.同時向右運動，間距增大

圖4.3-5

解析：在條形磁鐵插入鋁環(huán)過程中，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，兩環(huán)為了阻礙磁通量的增加，

應朝條形磁鐵左端運動，由于兩環(huán)上感應電流方向相同，故將相互吸引，而使間距變小.

答案：C

點評：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥

5.如圖4.3-6所示，勻強磁場垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、"為圓形線圈上等距離

的四點，現(xiàn)用外力作用在上述四點，將線圈拉成正方形.設線圈導線不可伸長，且線圈仍處

于原先所在的平面內，則在線圈發(fā)生形變的過程中（）

A.線圈中將產生aAd方向的感應電流

B.線圈中將產生adM方向的感應電流x尸弋

C.線圈中產生感應電流的方向先是aA",后是adcbf\

D.線圈中無感應電流產生XCVXJa.

解析：由幾何知識知，周長相等的幾何圖形中，圓的面積最大.當由圓、一,‘

形變成正方形時磁通量變小.答案：A

點評：周長相同情況下，圓的面積最大圖436

6.如圖4.3-7所示，有一固定的超導圓環(huán)，在其右端放一條形磁鐵，此時圓環(huán)中無電流，

當把磁鐵向右方移走時，由于電磁感應，在超導圓環(huán)中產生了一定的電流.則以下判斷中正

確的是（）

A.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持，:二、v

B.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流很快消失/,>———

C.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流很快消失1K1,1,勺--------

D.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持之二以

解析：在超導圓環(huán)中產生感應電流后，電能基本不損失，電流繼續(xù)存在.

答案：D圖4.3-7

點評：超導無電阻

7.1931年，英國物理學家狄拉克從理論上預言了存在著只有一個磁極的粒子——磁單極子.

如圖所示，如果有一個磁單極子（單〃極）從a點開始運動穿過線圈后從b點飛過.那么

（）

A.線圈中感應電流的方向是沿/W方向

B.線圈中感應電流的方向是沿Q@方向_-?/匕

C.線圈中感應電流的方向先是沿M方向，然后是PMQ方向F「一/Q

D.線圈中感應電流的方向先是沿/W方向，然后是QW方向'7一一/'

解析：將磁單極子（單及極），理解為其磁感線都是向外的/M

答案：Ba

點評：關鍵是磁單極子的磁場特點.圖438

8.如圖4.3-9所示，一平面線圈用細桿懸于尸點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它

在如圖所示的勻強磁場中運動.已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置I和

位置II時，順著磁場方向看去，線圈中感應電流的方向分別為（)

12

新人教版高中物理選修3-2學案

A.逆時針方向,

B.逆時針方向,

C.順時針方向,

D.順時針方向,

解析：線圈在位置I時，磁通量方向水平向右且在增加.據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總要

阻礙引起感應電流的磁通量的變化，所以感應電流的磁場方向應水平向左.據(jù)安培定則，順

著磁場方向看，線圈中的感應電流方向為逆時針方向.

當線圈第一次通過位置n時，穿過線圈的磁通量方向水平向右且在減小.根據(jù)楞次定律，感

應電流的磁場方向應水平向左.再根據(jù)安培定則，順著磁場方向看去，線圈中感應電流的方

向應為順時針.

答案：B

點評：應用楞次定律按程序分析

9.如圖4.3-10所示，是一個可繞垂直于紙面的軸。轉動的閉合矩形線框，當滑動變阻

器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內看，線框ab將

()

A.保持靜止不動

B.逆時針轉動

C.順時針轉動

D.發(fā)生轉動，但因電源極性不明，無法確定轉動方向

圖4.3-10

解析：滑動變阻器火的滑片產向右滑動時，接入電路的電阻變大，電流強度變小，由這個

電流產生的磁場減弱，穿過線框磁通量變小.根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起

感應電流磁場的變化，所以線框助應順時針方向轉動，增大其垂直于磁感線方向的投影面

積，才能阻礙線框的磁通量減小.

答案：C

點評：若被電源未標明極性所困惑，于是作個假設：設電源左端為正或右端為正，然后根

據(jù)兩種情況中的磁極的極性和引起穿過線圈磁通量的變化分別判斷.這樣做，費很大周折，

如能抓住楞次定律的實質去判別則很簡便.

13

新人教版高中物理選修3-2學案

選修3-2第四章第4節(jié)《法拉第電磁感應定律》

課前預習學案

一、預習目標

(1).知道什么叫感應電動勢。

(2).知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別0、40、

二、預習內容

1、什么是感應電動勢和反電動勢

在電磁感應現(xiàn)象中，當_________________,必產生電動勢，這種電動勢叫做感應電動

勢。

2、法拉第電磁感應定律的內容是什么

電路中感應電動勢的大小跟成正比，這個規(guī)律就叫做法拉第電

磁感應定律，其表達式為。

3.穿過一個電阻為R=1C的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb,貝!!：

(A)線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2V(B)線圈中的感應電動勢是2V

(C)線圈中的感應電流每秒鐘減少2A(D)線圈中的電流是2A

4.下列幾種說法中正確的是：

(B)線圈中的磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

(0穿過線圈的磁通量越大，線圈中的感應電動勢越大

(D)線圈放在磁場越強的位置，線圈中的感應電動勢越大

(E)線圈中的磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢越大

5.有一個n匝線圈面積為S,在&時間內垂直線圈平面的磁感應強度變化了則這

段時間內穿過n匝線圈的磁通量的變化量為,磁通量的變化率為,穿過一

匝線圈的磁通量的變化量為,磁通量的變化率為O

XXXX

XXXXF

---A

XXXX

XXXX

6.如圖1所示，前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置，第一次用時0.2S,第二次

用時1S；則前后兩次線圈中產生的感應電動勢之比

7.如圖2所示，用外力將單匝矩形線框從勻強磁場的邊緣勻速拉出.設線框的面積為S,

磁感強度為B,線框電阻為R,那么在拉出過程中，通過導線截面的電量是.

14

新人教版高中物理選修3-2學案

5

自主學習答案：3.BD4.D5.叢8175ABS端6,5：17.贄

三、提出疑惑

在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應電流的條件是什么？

在電磁感應現(xiàn)象中，磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況？

恒定電流中學過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？

在電磁感應現(xiàn)象中，既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。

在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫感應電動勢。下面我們就來探討感應電動勢的大小

決定因素。

課內探究學案

一、學習目標

(1).理解法拉第電磁感應定律內容、數(shù)學表達式，知道E=8〃sin。如何推得。

(2).會用E=〃色^和E=BLvsin。解決問題。

A/

學習重難點：

重點：法拉第電磁感應定律的建立和理解

難點：

(1).磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別。

(2).理解E=nA4>/At是普遍意義的公式，計算結果是感應電動勢相對于At時間內

的平均值，而E=BLv是特殊情況下的計算公式，計算結果一般是感應電動勢相

對于速度v的瞬時值。

二、學習過程

探究一：感應電動勢

在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無電流？有無電動勢？

電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。

電動勢大，電流一定大嗎？電流的大小由電動勢和電阻共同決定。

圖b中，哪部分相當于a中的電源？螺線管相當于電源。

圖b中，哪部分相當于a中電源內阻？線圈自身的電阻。

在電磁感應現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就

有感應電動勢.有感應電動勢是電磁感應現(xiàn)象的本質。

探究二：電磁感應定律

問題1：在實驗中，電流表指針偏轉原因是什么？

15

新人教版高中物理選修3-2學案

問題2：電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系？

問題3：第一個成功實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什

么相同和不同？

探究三：導線切割磁感線時的感應電動勢

導體切割磁感線時，感應電動勢如何計算呢？用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電

路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B,ab的長度為L,以速度v勻速切割磁

感線，求產生的感應電動勢？

XXxTx

三.反思總結XX

教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上XXB

總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價xXX

黑板上的小結內容。b星

學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和

自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

-讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

四當堂檢測

展示如圖所示電路，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B,ab的

長度為L,以速度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢？（課件展示）

解析：設在At時間內導體棒由原來的位置運動到albl,這時線框面積的變化量為

AS=LvAt

穿過閉合電路磁通量的變化量為

A?=BAS=BLvAt

據(jù)法拉第電磁感應定律，得

△①寶---->^1

E=2=BLvpX.：

這是導線切割磁感線時的感應電動勢計算更簡捷公式，需要理解：…

（1）B,L,V兩兩垂直q

（2）導線的長度L應為有效長度V▼T）

（3）導線運動方向和磁感線平行時，E=0

（4）速度V為平均值（瞬時值），E就為平均值（瞬時值）

問題：當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角9,感應電動勢可用上面的公式計算嗎？

教師：讓我們進行下面的推導。用CAI課件展示如圖所示電路，閉合電路的一部分導

體處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產生的感應電動勢。

解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量vl=vsin。和平行于磁感線

的分量v2=vcos。。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應

電動勢為

E=BLvl=BLvsin§

［強調］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每

秒（m/s）,。指v與B的夾角。

例題2：下列說法正確的是（）

?A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

16

新人教版高中物理選修3-2學案

?B.線圈中的磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

?C.線圈處在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大

?D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產生的感應電動勢越大

例題3：一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0.5s內穿過它的磁

場從H、增加到9T。求線圈中的感應電動勢。

解：由電磁感應定律可得E=n△①/At①

A<D=ABXS②

由①②聯(lián)立可得E=nABXS/At

代如數(shù)值可得E=16V

課后練習與提高

1.法拉第電磁感應定律可以這樣表述：閉合電路中感應電動勢的大?。ǎ?/p>

A.跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比

B.跟穿過這一閉合電路的磁感應強度成正比

C.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比

D.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比

點評：熟記法拉第電磁感應定律的內容

2.將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化的物理量有

()

A.磁通量的變化率B.感應電流的大小

C.消耗的機械功率D.磁通量的變化量

E.流過導體橫截面的電荷量

點評：插到同樣位置，磁通量變化量相同，但用時不同

3.恒定的勻強磁場中有一圓形閉合導線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在磁場中

做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流（）

A.線圈沿自身所在平面運動

B.沿磁場方向運動

C.線圈繞任意一直徑做勻速轉動

D.線圈繞任意一直徑做變速轉動

點評：判斷磁通量是否變化

4.一個矩形線圈，在勻強磁場中繞一個固定軸做勻速運動，當線圈處于如圖所示位置時,

此線圈（）

A.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應電動勢最小,

B.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應電動勢最大一

二！

17?

新人教版高中物理選修3-2學案

C.磁通量最小，磁通量變化率最大，感應電動勢最大

D.磁通量最小，磁通量變化率最小，感應電動勢最小

解析：這時線圈平面與磁場方向平行，磁通量為零，磁通量的變化率最大.

5.一個N匝的圓線圈，放在磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈平面跟磁感應強度方

向成30。角，磁感應強度隨時間均勻變化，線圈導線規(guī)格不變.下列方法中可使線圈中感應

電流增加一倍的是()

A.將線圈匝數(shù)增加一倍B.將線圈面積增加一倍

C.將線圈半徑增加一倍D.適當改變線圈的取向

解析：A、B中的E雖變大一倍，但線圈電阻也相應發(fā)生變化.

6.如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一個水平放置的金屬棒ab以水平初速度

v0拋出，設運動的整個過程中棒的取向不變且不計空氣阻力，則金屬棒在運動過程中產生

的感應電動勢大小將()

A.越來越大B.越來越小

C.保持不變D.無法確定

點評：理解E=BLv中v是有效切割速度

7.如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平

平行金屬導軌在勻強磁場中沿垂直磁場方向運動，到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦,

則ab以后的運動情況可能是a

A.減速運動到停止B.來回往復運動

C.勻速運動D.加速運動

點評：電容器兩端電壓不變化則棒中無電流

8.橫截面積S=0.2m2、n=100匝的圓形線圈A處在

如圖所示的磁場內，磁感應強度變化率為0.02T/s.開始

時S未閉合，Rl=4Q,R2=6Q,C=30nF,線圈內阻不

計，求：

(1)閉合S后，通過R2的電流的大小；

(2)閉合S后一段時間又斷開，問S斷開后通過R2的電荷量是多少?

所以Q=CU2=30X10-6X0.04C=7.2X10-6C.

18

新人教版高中物理選修3-2學案

答案：LC,2.DE,3.CD,4.C,5.CD,6.C,7.C

△B

8:解：(1)磁感應強度變化率的大小為4=0.02T/s,B逐漸減弱,

SkB

所以E=nN=100X0.02X0.2V=0.4V

E_0.4

1=舄+生4+6AR04A,方向從上向下流過R2.

R、口6

---------E-------

(2)R2兩端的電壓為U2=為+&4+6x0.4V=0.24V

19

新人教版高中物理選修3-2學案

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應規(guī)律的應用》

課前預習學案

一、預習目標

(1).知道什么是感生電場。

(2).知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。

二、預習內容：感生電動勢與動生電動勢的概念

1、.感生電動勢：__________________________________________________________

2、動生電動勢：__________________________________________________________

三、提出疑惑

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化為電能的裝置。

W

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4，叫做電源的

電動勢。用E表示電動勢，貝!j：q

在電磁感應現(xiàn)象中，要產生電流，必須有感應電動勢.這種情況下，哪一種作用扮演

了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。

課內探究學案

一、學習目標

(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。

(3).理解感生電動勢與動生電動勢的概念

學習重難點：

重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。

改場變強

難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。

二、學習過程

探究一：感應電場與感生電動勢

4.5-1磁場變化時產生廣出