人教版選修(3-2)《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》教案

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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)使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實(shí)驗(yàn)。 （二）過程與方法 學(xué)會(huì)通過實(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)

2、 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，示教電流表，線圈（粗、細(xì)各一個(gè)），學(xué)生電源，開關(guān)，滑動(dòng)變阻器， 導(dǎo)線若嚇,  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娜祟悮v史長河中 ，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，- 些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問世 ，極大地解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展 ，特別是我們 剛剛跨過的二十世紀(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)離不開能源 ，人類發(fā)明 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)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

3、斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) ，法拉第由此受到啟發(fā)，開始了 “由磁生電” 的探索，經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人 類的電氣化時(shí)代。 本節(jié)課我們就來探究電磁感應(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 在初中學(xué)過，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(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

4、導(dǎo)體棒的運(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，有電流產(chǎn)生，前后平動(dòng)、上下平動(dòng) 體棒都不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。 還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢? (2)向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出 演示：如圖4.2-2所示。把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入 ，從線圈中拔出，或靜 止地放在線圈中。觀察電流表的指針 ，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表 2中。 ⑼4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。

5、 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極插入線圈 向右 S極插入線圈 向左 N極停在線圈中 不擺動(dòng) S極停在線圈中 不擺動(dòng) N極從線圈中抽出 向左 S極從線圈中抽出 向右 結(jié)論：只有磁鐵相對線圈運(yùn)動(dòng)時(shí) ，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對線圈靜止時(shí) ，沒有電 流 生。 演示：如圖4.2-3所示。線圈 A通過變阻器和開關(guān)連接到電源上 ，線圈B的兩端 與電流表連接，把線圈A裝在線圈 B的里面。觀察以下幾種操作中線圈 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)

6、 9 / 9 福 用明基m南開龍發(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 開關(guān)閉合瞬間 后電流產(chǎn)生 開關(guān)斷開瞬間 后電流產(chǎn)生 開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 無電流產(chǎn)生 開關(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)線圈 A中電流變化時(shí)，線圈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，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變 化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí) ，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化 ，無 電流產(chǎn)生。 演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相

7、對線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面 積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí) ，線圈內(nèi)磁場不變化 ，無電流產(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”由Fit寰的翻入與?忠.線■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)過程中 ，線圈A中電流變化, 導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變） ，有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈 A 中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖 4.2-5） 3、歸納總結(jié) 請大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例 ，

8、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，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(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例 2中，導(dǎo)體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但磁場變 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，都引起線圈 A中電流的變化，最終導(dǎo)致線圈 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 ，感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，應(yīng)是穿過閉合電路的磁 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： 只要穿過閉合電路的磁通量變化

9、 ，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 （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)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180。，求此過程磁通量的變化? 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

10、）所示，有一通電直導(dǎo)線 MN水 平放置,通入向右的電流I,另有一閉合線圈 于導(dǎo)線正下方且與導(dǎo)線位于同 X X 億） 一豎直平面，正豎直向上運(yùn)動(dòng)。問在線圈 到達(dá) 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(shí) P中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流? P （甲） 解：根據(jù)直流電流磁場特點(diǎn) ，靠近導(dǎo)線處 磁場強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線處磁場弱。把線圈 P從MN下方運(yùn)動(dòng)到上方過程中的幾個(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) 過程中P中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

11、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)線圈 A和Bo線圈 A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉 合回路。在斷開開關(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，過一段時(shí)間后觸頭 C才能離開，延時(shí) 繼電器就是這樣得名的。試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(chǎn)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(yīng)電流。斷開開關(guān) S時(shí)，線圈A中 電流迅速減減小為零，穿過線圈B的磁通量也迅速減少，由于電磁感應(yīng)，線圈B中產(chǎn)生

12、 感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流的磁場對銜鐵 D的吸引作用，觸頭C /、離開；經(jīng)過一小段時(shí) 間后感應(yīng)電流減弱，感應(yīng)電流磁場對銜鐵 D的吸引力減小，當(dāng)彈簧E的作用力比磁場 力大時(shí)，才將銜鐵D拉起，觸頭C離開. 鞏固練習(xí) 1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度 ，下列說法正確的是 （） A .磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通里越大 ①一， B.穿過某線圈的磁通量為零時(shí) ，由B=—可知磁通密度為零 S C.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的面積上穿過的最大磁通量 答案：CD 2.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 2 B

13、 . N/A ? m C. kg/A ? s2 D. kg/C - m 答案：ABC 3.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中iE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(yīng)電流 B.只耍閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng) ，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流 C.若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng) ，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電 流 D.當(dāng)穿過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：D 4.在一長直導(dǎo)線中通以如圖所示的恒定電流時(shí) ，套在長直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)（環(huán) 面與導(dǎo)線垂直，長直導(dǎo)線通過環(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 .

14、保持電流不變，使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng) 「 B.保持導(dǎo)線環(huán)不變，使長直導(dǎo)線中的電流增大或減小 c.保持電流不變，使導(dǎo)線在豎直平面內(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)線垂直的水平囿內(nèi)左右水平移動(dòng) 解析：畫出電流周圍的磁感線分布情況。 答案：C 5 .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 .無法 使其面積增大， ： A.增大 C.不變 確定如何變化 答案：B 6 .行駛中的汽車制動(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；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈

15、 ，線圈中產(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)對應(yīng)的能量形式一一機(jī)械能的減少 ，相應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他 形式能(如內(nèi)能、電能)。能的轉(zhuǎn)化過程也就是做功的過程。 答案：AD 7 .在無線電技術(shù)中，常有這樣的要求：有兩個(gè)線圈，要使一個(gè)線圈中有電流變化時(shí) 對另一個(gè)線圈幾乎沒有影響。圖 16-1-9中,最能怔這樣要求的一幅圖是 () ibJI_ 答案：D A B C 2、書面完成P8 “問題與練習(xí)”第 5、6、7題；思考并回答第1、2、3、4題。 業(yè) 板 書 設(shè) 計(jì) 教 學(xué) 后 記