2022年中學高二物理教案42探究電磁感應的產生條件

1、海頭中學高二物理教案教學課題4.2 探究電磁感應的產生條件教學時間年月日教案編號02 備課時間2022 年 09 月日主備老師張 華使用老師呂繼山三維目標（一）學問與技能：1知道產生感應電流的條件；2會使用線圈以及常見磁鐵完成簡潔的試驗；（二）過程與方法：學會通過試驗觀看、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法（三）情感態(tài)度與價值觀教學重點通過試驗觀看和試驗探究,懂得感應電流的產生條件,同學電源,開關,滑動教學難點感應電流的產生條件試驗觀看法、分析法、試驗歸納法、講授法教學方法教學媒體條形磁鐵（兩個） ,導體棒,示教電流表,線圈（粗、細各一個）變阻器,導線如干,教學過程：（一）引入新課“ 科

2、學技術是第一生產力；” 在漫漫的人類歷史長河中,隨著科學技術的進步,一些重大發(fā)覺和創(chuàng)造的問世,極大地解放了生產力,推動了人類社會的進展,特殊是我們剛剛跨過的二十世紀,更是科學技術飛速進展的時期；經濟建設離不開能源,人類創(chuàng)造也離不開能源,而最好的能源是電能,可以說人類離不 開電；飲水思源,我們忘不了為發(fā)覺和使用電能做出杰出奉獻的科學家法拉第；1820 年 奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應,法拉第 由此受到啟示,開頭了“ 由磁生電” 的探究,經過十年堅持不懈的努力,于1831 年 8 月 29 日發(fā)覺了電磁感應現(xiàn)象,開創(chuàng)了人類的電氣化時代；本節(jié)課我們就來探究電磁感應的產生條件；（二）進行新課1、試驗觀看（

3、1）閉合電路的部分導體切割磁感線在中學學過,當閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時,電路中會產生感應電流,如圖 4.2-1 所示；【老師活動 】演示：導體左右平動,前后運動、上下運動；觀看電流表的指針,把觀看到的現(xiàn)象記錄在表1 中；如下列圖；導體相對磁場運動【同學活動 】觀看試驗,記錄現(xiàn)象；表 1 導體棒的運動表針的搖擺方向導體棒的運動表針的搖擺方向向右平動向左向后平動不搖擺向左平動向右向上平動不搖擺向前平動不搖擺向下平動不搖擺結論：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；仍有哪些情形可以產生感應電流呢？磁體相對導體運動（2）向線

4、圈中插入磁鐵,把磁鐵從線圈中拔出【老師活動 】演示：如圖 4.2-2 所示；把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入,從線圈中拔出,或靜止地放在線圈中；觀看電流表的指針,把觀看到的現(xiàn)象記錄在表 2 中；【同學活動 】觀看試驗,記錄現(xiàn)象；表 2 磁鐵的運動表針的搖擺方向磁鐵的運動表針的搖擺方向N 極插入線圈向右S 極插入線圈向左N 極停在線圈中不搖擺S 極停在線圈中不搖擺N 極從線圈中抽出向左S 極從線圈中抽出向右結論：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；（3）模擬法拉第的試驗 磁體相對導體不發(fā)生運動【老師活動 】演示：如圖 4.2-3 所示；線圈 A 通過變阻器和開關連

5、接到電源上,線圈 B 的兩端與電流表連接, 把線圈 A 裝在線圈 B 的里面； 觀看以下幾種操作中線圈 B 中是否有電流產生；把觀看到的現(xiàn)象記錄在表 3 中；【同學活動 】觀看試驗,記錄現(xiàn)象；表 3 操作有電流產生現(xiàn)象開關閉合瞬時開關斷開瞬時有電流產生開關閉合時,滑動變阻器不動無電流產生開關閉合時,快速移動變阻器的滑片有電流產生結論：只有當線圈A 中電流變化時,線圈B 中才有電流產生；2、分析論證【同學活動 】分組爭論,同學代表發(fā)言；演示試驗1 中,部分導體切割磁感線,閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變化）,有電流產生；當導體棒前后、上下平動時,閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化,無電流產生；演示試

6、驗 2 中,磁體相對線圈運動,線圈內磁場發(fā)生變化,變強或者變弱（線圈面積不變）,有電流產生；當磁體在線圈中靜止時,線圈內磁場不變化,無電流產生；（如圖 4.2-4）演示試驗 3 中,通、斷電瞬時,變阻器滑動片快速移動過程中,線圈 A 中電流變化,導致線圈 B 內磁場發(fā)生變化,變強或者變弱（線圈面積不變）,有電流產生；當線圈A 中電流恒定時,線圈內磁場不變化,無電流產生； （如圖 4.2-5）3、歸納總結【老師活動 】請大家摸索以上幾個產生感應電流的實例,能否從本質上概括出產生感應電流的條件？實例 1 中,部分導體切割磁感線,磁場不變,但電路面積變化,從而穿過電路的磁通量變化,從而產生感應電流；

7、實例 2 中,導體插入、拔出線圈,線圈面積不變,但磁場變化,同樣導致磁通量變化,從而產生感應電流；實例 3 中,通斷電的瞬時,滑動變阻器的滑動片快速滑動的瞬時,都引起線圈 A 中電流的變化,最終導致線圈 B 中磁通量變化,從而產生感應電流；從這三個實例觀察,感應電流產生的條件,應是穿過閉合電路的磁通量變化；引起感應電流的表面因素許多,但本質的緣由是磁通量的變化；因此,電磁感應現(xiàn)象產生的條件可以概括為：只要穿過閉合電路的磁通量變化,閉合電路中就有感應電流產生；（四）實例探究關于磁通量的運算【例 1】如下列圖,在磁感應強度為B 的勻強磁場中有一面積為S 的矩形線圈abcd,垂直于磁場方向放置,現(xiàn)使

8、線圈以ab 邊為軸轉 180 ,求此過程磁通量的變化？錯解：初態(tài)1BS,末態(tài)2BS,故210；錯解分析：錯解中忽視了磁通量的正、負；正 確 解 法 ： 初 態(tài) 中1BS, 末 態(tài)2BS, 故212BS關于電磁感應現(xiàn)象產生的條件【例 2】在圖所示的條件下,閉合矩形線圈中能產生感應電流的是（）答案： EF 【例 3】（綜合性思維點撥）如圖（甲）所示,有一通電直導線MN 水平放置,通入向右的電流I,另有一閉合線圈P 位于導線正下方且與導線位于同一豎直平面,正豎直向上運動；問在線圈P 到達 MN 上方的過程中,穿過P 的磁通量是如何變化的？在何位置時P 中會產生感應電流？解：依據直流電流磁場特點,靠近

9、導線處磁場強,遠離導線處磁 場弱；把線圈 P 從 MN 下方運動到上方過程中的幾個特殊位置如圖（乙）所示,可知磁通量增加,磁通量減小,磁 通量增加,磁通量減小,所以整個過程磁通量變化經受了增加減小增加減小,所以在整個過程中 關于電磁感應現(xiàn)象的實際應用P 中都會有感應電流產生；【例 4】如下列圖是生產中常用的一種延時繼電器的示意圖；鐵芯 上有兩個線圈 A 和 B；線圈 A 跟電源連接, 線圈 B 的兩端接在一起,構 成一個閉合回路；在斷開開關 S 的時候,彈簧 E 并不能立刻將銜鐵 D 拉起,因而不能使觸頭 C（連接工作電路）立刻離開,過一段時間后觸頭 C 才能離開,延時繼電器就是這樣得名的；試

10、說明這種繼電器的原理；解析：線圈 A 與電源連接,線圈 A 中有恒定電流,產生恒定磁場,有磁感線穿過線圈 B,但穿過線圈 B 的磁通量不變化,線圈 B 中無感應電流；斷開開關 S 時,線圈 A 中電流快速減減小為零,穿過線圈 B 的磁通量也快速削減,由于電磁感應,線圈 B 中產生感應電流,由于感應電流的磁場對銜鐵 D 的吸引作用, 觸頭 C 不離開； 經過一小段時間后感應電流減弱,感應電流磁場對銜鐵 D 的吸引力減小,當彈簧 E 的作用力比磁場力大時,才將銜鐵 D 拉起,觸頭 C 離開鞏固練習1.關于磁通量、磁通密度、磁感應強度,以下說法正確選項（）A 磁感應強度越大的地方,磁通量越大B穿過某

11、線圈的磁通量為零時,由B= 可知磁通密度為零 SC磁通密度越大,磁感應強度越大D磁感應強度在數(shù)值上等于 1 m2 的面積上穿過的最大磁通量答案： CD 2.以下單位中與磁感應強度的單位“ 特斯拉” 相當?shù)氖牵ǎ〢 Wb/m2B N/A mCkg/A s2Dkg/C m 答案： ABC 3.關于感應電流,以下說法中正確選項（）A 只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就肯定有感應電流 B只要閉合導線做切割磁感線運動,導線中就肯定有感應電流 C如閉合電路的一部分導體不做切割磁感線運動,閉合電路中肯定沒有感應電流 D當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中肯定有感應 電流 答案： D 4.在一長直

12、導線中通以如下列圖的恒定電流時,套在長直導線上的閉合線環(huán)（環(huán)面與導線垂直,長直導線通過環(huán)的中心） ,當發(fā)生以下變化時,確定能產生感應電流的是（）A保持電流不變,使導線環(huán)上下移動 B保持導線環(huán)不變,使長直導線中的電流增大或減小 C保持電流不變,使導線在豎直平面內順時針（或逆時針）轉動 D保持電流不變,環(huán)在與導線垂直的水平面內左右水平移動 解析：畫出電流四周的磁感線分布情形；答案： C 5.如下列圖,環(huán)形金屬軟彈簧,套在條形磁鐵的中心位置；如將彈簧沿半徑向外拉,使其面積增大,就穿過彈簧所包圍面積的磁通量將（）A 增大B減小C不變D無法確定如何變化答案： B 6.行駛中的汽車制動后滑行一段距離,最終

13、停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出光明的火焰；降落傘在空 中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈,線圈中產生電流；上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物 理過程A 物體克服阻力做功 B物體的動能轉化為其他形式的能量 C物體的勢能轉化為其他形式的能量 D物體的機械能轉化為其他形式的能量 解析：都是宏觀的機械運動對應的能量形式機械能的削減,相應轉化為其他形式能（如內能、電 能）；能的轉化過程也就是做功的過程；答案： AD 7.在無線電技術中,常有這樣的要求：有兩個線圈,要使一個線圈中有電流變化時,對另一個線圈幾乎沒有影響；圖16-1-9 中,最能符合這樣要求的一幅圖是（）答案： D ABCD課后作業(yè)：書面

14、完成課后“ 問題與練習” 第5、6、7 題；摸索并回答第1、2、 3、4 題；板書設計： 1、試驗觀看（ 1）閉合電路的部分導體切割磁感線（2）向線圈中插入磁鐵,把磁鐵從線圈中拔出（3）模擬法拉第的試驗 2、分析論證 3、歸納總結 4、實例探究： 1、關于磁通量的運算 2、關于電磁感應現(xiàn)象產生的條件 3、關于電磁感應現(xiàn)象的實際應用 5、鞏固練習 教學體會： 本節(jié)課依據現(xiàn)象歸納結論,仍應從能量守恒的角度分析,課前先回憶一下磁通量 相關學問海頭中學高二物理學案其次節(jié) 探究電磁感應的產生條件【知能預備】1.電磁感應現(xiàn)象 : 2.感應電流的產生條件 : 1、電磁感應現(xiàn)象中能量的轉化：在電磁感應現(xiàn)象中,

15、能量轉化和守恒定律同樣適用,由于機械運動而產生感應電流時,感應電流的電能是由外界的能量轉化為能；無機械運動而產生的感應電流,感應電流的電能是由產生變化的電路中的電能轉化而來的；2、如下列圖線圈兩端接在電流表上組成閉合回路；在以下情形中, 電N （流表指針不發(fā)生偏轉的是（）圖 以下運動中A. 線圈不動,磁鐵插入線圈 B.線圈不動,磁鐵從線圈中拔出C.磁鐵不動,線圈上、下移動 D. 磁鐵插在線圈內不動3、一勻稱扁平條形磁鐵與一線圈共面,磁鐵中心與圓心O重合 如能使線圈中產生感應電流的是）A N極向外、 S極向里繞 O點轉動O BN極向里、 S 極向外,繞O點轉動S C在線圈平面內磁鐵繞 O點順時針

16、向轉動D垂直線圈平面磁鐵向紙外運動4、如下列圖,矩形線框與磁場垂直,且一半在勻強磁場內一半在勻強磁場外,下述過程中使線圈產生感應電流的是（）以 ad 為軸轉動 45oa b A.以 bc 為軸轉動 45o B.C.將線圈向下平移 D. 將線圈向上平移d c 5、有一金屬圓環(huán)與一根帶絕緣層的長直導線放在同一平面內,且直導線與環(huán)的直徑重合,如下列圖,當直導線內通以勻稱增加的電流時,圓環(huán)I 內將（填有、無）感應電流；將金屬圓環(huán)向右移動時（填有、無）感應電流；6、如圖, AB 兩環(huán)共面同心,A 環(huán)上勻稱帶有負電荷,當A 環(huán)逆時針加 A 環(huán)順時針勻速轉B A 向右平動； B向下平動； C繞軸轉動 （ad

17、 邊向外）；速轉動時, B 環(huán)中（填有、無）感應電流；當動時（填有、無）感應電流；A 7、線圈在長直導線電流的磁場中,做如下列圖的運動,D從紙面對紙外平動,那么能產生感應電流的有a A d a I B d a C d a D d b c b c b c b c 8、試用筆線代替導線連好本節(jié)課試驗二的電路圖：+ G _ 【綜合評判】 基本訓練題 1、關于感應電流 , 以下說法中正確選項 . A. 只要閉合電路內有磁通量 , 閉合電路中就有感應電流產生B. 穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時, 螺線管內部就肯定有感應電流產生C.線框不閉合時 , 即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 , 線圈中也沒有感應電流D.

18、只要電路的一部分作切割磁感線運動, 電路中就肯定有感應電流2、如下列圖 , 一水平放置的矩形線圈在條形磁鐵S 極鄰近下落 , 在下落過程中 , 線圈平面保持水平, 位置 1和 3 都靠近位置 2, 就線圈從位置 1 到位置 2 的過程中 , 線圈內 _感應電流 , 線圈從位置 2 到位置 3 的過程中 , 線圈內 _感應電流 均選填“ 有” 或“ 無”. 拓展創(chuàng)新題 3、如下列圖 , 裸導線框abcd 放在光滑金屬導軌上向右運, 小線圈和圓環(huán)在同一平面動, 勻強磁場力方向如下列圖 , 就 . , 就 . A.G 表的指針發(fā)生偏轉 B. G1 表的指針發(fā)生偏轉C.G1 表的指針不發(fā)生偏轉 D.

19、G 表的指針不發(fā)生偏轉4、帶負電的圓圍繞圓心旋轉, 在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈A. 只要圓環(huán)在轉動, 小線圈內就肯定有感應電流間連接一電壓表,B. 不管環(huán)怎樣轉動, 小線圈內都沒有感應電流C.圓環(huán)在作變速轉動時, 小線圈內肯定有感應電流D.圓環(huán)作勻速轉動時, 小線圈內沒有感應電流5、如下列圖 , 矩形線框 abed 的 ad 和 bc 的中點 M 、N 之整個裝置處于勻強磁場中, 磁場的方向與線框平面垂直,當線框向右勻速平動時 , 以下說法中正的是 . A. 穿過線框的磁通量不變化. MN 間無感應電動勢B. MN 這段導體作切割磁感線運動, MN 間有電勢差C.MN 間有電勢差 , 所以電壓表有示數(shù)D.由于無電流通過電壓表 , 所以電壓表無示數(shù)6、如圖所不 , 開頭時矩形線圈與磁場垂直 , 且一半在勻 強 磁 場 內 , 一半在勻強磁場外 . 符要線圈產生感應電流 , 以下方法中 可 行 的 是 . A. 將線圈向左平移一小段距離 B. 將線圈向上平