高中物理 第3章 电磁感应 3.1 电磁感应现象教案 新人教版选修1-1.doc

电磁感应现象 一、教学目标 1、知道磁通量的定义，知道磁通量的国际单位，知道公式 的适用条件，会用公式计算。 2、知道电磁感应现象。 3、理解感应电流产生的条件。 4、 运用感应电流产生的条件解决简单问题。 二、过程与方法： 1、培养实验方法探究的能力。 2、启发学生观察实验现象，从中分析归纳通过磁场产生电流的条件。 3、通过实验的观察和分析，培养学生运用所学知识，分析问题、总结规律的能力。 三、情感态度与价值观： 1、培养合作竞争的精神。 2、通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。 四、教学重点与难点 本节重要知识点，即感应电流产生的条件，关键是要采用相应的教学手段让学生从实验中自己得出结论。 五、教学过程 1、新课引入 电带给了我们光明、温暖与快乐，世界没有了电，人类将会怎样？今年春节，南方大部分城市特别是湖南、贵州等城市的人们深切的体会到了电能的重要性。那里的人们不仅仅要应对黑暗，还要面对零下几度的风雪寒冷对于现在的人类来说，一旦失去了电，也许比失去光阴还要可怕。当我们现在尽情享受电灯、电视这一切现代文明的时候，我们有没有想过电是从而来呢？今天我们要学习新的一章，研究磁场是如何产生电流的电磁感应。 创设情景引入新课： 教师 ：我们前面学习了电流、磁场，电流周围是否存在磁场？那位物理学家首次发现了这一现象？（展示奥斯特的头像），18世纪末意大利解剖学家加戈尼发现电流后，人们在很长一段时间都不知道电现象与磁现象有什么联系，直到1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应现象。奥斯特的发现结束了电与磁分别研究的历史，首次把电与磁联系起来，宣告了电磁学的诞生，为电磁学的统一奠定了基础，开创了电磁学研究的新时代。教师 我们回忆一下奥斯特试验：奥斯特的实验就是在通电直导线下面放一个小磁针，发现小磁针发生了偏转。为什么磁针会发生偏转呢学生：电流产生了磁场教师：我们都知道了电流能产生磁场，反过来那我们自然就会想到一个问题学生：磁场可不可以产生电流？教师：奥斯特揭开了关于电与磁联系的研究的序幕，普遍引起了这种对称性的思考：能不能用磁体使导线中产生出电流来？教师：人们将利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。我们这节课来探究产生电磁感应现象的条件电磁感应现象 2、讲授新课，合作探究教师：利用磁场产生电流的现象称为 电磁感应。产生的电流叫感应电流。一磁通量教师：为了研究问题方便，我们首先学习一个新的描述磁场的物理量，描述的是空间某一面的磁场情况教师：根据字面意思，我们可得知磁- 通- 量- 穿过磁感线的多少 教师：我们来看定义：设匀强磁场b中有一个与磁场方向垂直的平面s，我们定义磁感应强度b与面积s的乘积叫做穿过这个面的磁通量。磁通量用大小的表示 =bs。这个公式指的面积是与磁场方向垂直的面积，我们也可以称为有效面积。如果某面与磁场方向不垂直呢？我们取面积垂直方向的投影学生：教师：磁通量的单位是韦伯 wb=1t.m2 标量教师：我想问个问题，如果我想改变通过某面的磁通量，你们根据他的定义式，可以想出那些方法呢？教师：现在我们明确了，磁通量的改变有3个方法：一个是垂直于磁感线的面积一个是磁感应强度的大小；面积磁感应强度同时改变练习：矩形线框在匀强磁场中，沿水平向右运动，线框内有无磁通量的变化？如果线框绕cd边转动呢，线框内有无磁通量的变化？面积相同的线圈，在磁场的不同位置，很明显磁感线的疏密不同，哪个线圈的磁通量比较大呢？二 探究感应电流的产生条件教师：电流磁效应的发现轰动了整个欧洲，许多物理学家纷纷探索怎样用磁体使导线中产生感应电流。但是在相当长的时间里，并没有预期的结果。一些人设计的实验是，将磁体放在导线旁，然后检验导线中是否有电流产生。你们认为这个实验会不会有电流产生？学生：没有教师：我们演示一下，观察指针有没有发生偏转教师：指针没有发生偏转，回忆初中的知识，为什么灵敏电流计的指针没有偏转？学生：没有切割磁感线教师：我来演示一下教师：闭合回路中产生了电流，灵敏电流计的指针发生了偏转。我们来总结实验现象学生：切割磁感线就会产生感应电流教师：好，单独的一段导体吗？学生：闭合回路中的导体教师：我将这个现象归纳一下，闭合电路中导体切割磁感线产生感应电流。我将示意图画出来了教师： 19世纪最伟大的实验物理学家法拉第也同样开始了这一探索工作。从1821年开始他就着手于电磁方面的研究。他的日记里记载了多次实验，法拉第不断地进行实验，一次次的失败一次次的改进，他的日记上写下了“用磁生电”作为他的奋斗目标。他经过十年坚持不懈地努力终于，在1831年8成功地发现了电磁感应现象。在这期间他做了上百次的实验。我们看其中的一个实验1831年9月24日，法拉第在两条磁棒的n、s极之间放上一条带有线圈的圆铁棒，线圈与一检流计连接。他发现当圆铁棒接触n、s极和脱离n、s极时,检流计的指针就会偏转。教师：我们来做一下这个实验，看看是否有感应电流产生。法拉第做完这个实验后，他就思考有没有其他的方式同样能闭合回路中产生感应电流呢？3、实验、观察、讨论，获取新知识同学们现在你们的面前有一个条形磁铁，线圈，灵敏电流计，你们讨论一下，有没有什么方法同样使线圈产生感应电流？大家可以讨论一下教师：现在这些仪器放在你们的面前，分组实验教师：好，那位同学分享一下您们组的实验过程学生：可能移动条形磁铁或者移动通电线圈教师：他的这个操作很明显闭合回路中有感应电流产生。将磁铁静止放在通电线圈中，指针会不会发生变化？学：不会教师：不管是线圈动还是磁体动，都线圈与磁体的相对运动教师：现象归纳为运动的磁体教师：法拉第继续思考：磁铁是不是必须的呢？条形磁铁的磁场与那个带电体的磁场相似？学教师：我们可不可用通电螺线管来代替条形磁铁呢？我们来看法拉第的另一个实验，这个图有两个螺线管，ab，a与电源、开关、滑动变阻器相连，b与灵敏电流计相连，将另一个通电螺线管代替了条形磁铁教师：我们怎样操作能实线圈b中有感应电流产生呢？大家讨论一下教师: 那位同学来动手操作一下，如何才可以使灵敏电流计指针发生偏转。学生将b相对于a运动教师：很好，通电螺线管b相当于条形磁铁，很明显灵敏电流计指针发生了偏转，我们知道通电螺线管产生的磁场相当于条形磁铁，这个实验现象我们也可以总结为：运动的磁铁教师：通电螺线管与线圈二者相对静止，有没有可能也产生感应电流呢？教师：那位学生上来操作一下学生：改变滑动变阻器或断开闭合开关教师：断开闭合开关，我们可以总结为什么的变化？电流的变化教师：还有别的方法吗？这里还有个滑动变阻器，那位同学来操作以下？教师：看到灵敏电流计有什么现象？学生教师：我们将这个现象总结为变化的电流教师：运动的磁体和变化的电流也就是变化的磁场教师：1831年11月，法拉第向皇家学会提交了报告“电磁感应”，概括了可以产生感应电流的几种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的磁铁、在磁场中运动的导体教师：这是我们实验现象的总结归纳，物理规律往往都有普适简洁之美，咱们这些现象的总结好像作为规律多了些教师：我们看看能不能找出这些现象中的共性呢教师：变化的电流、运动的导体、变化的磁场、变化的恒定电流其实都是闭合回路中磁场的变化，也就是磁感应强度的变化教师：我们继续看导线切割磁感线的示意图。闭合回路的什么量的变化产生感应电流？学生：面积变化教师：一个闭合回路种面积的变化，一个是磁感应强度的变化产生电流，我们能不能再简练一些，用一个物理量来描述一下呢？学生：磁通量教师：非常好，电磁感应现象产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化闭合电路中就会产生电流。磁通量的变化有三种情况：磁感应强度的变化，面积的变化，二者同时变化 电磁感应实验公开演示后，一位贵妇人曾问到：“您这发现有什么用处”法拉第幽默地回答：“一个刚刚出生的婴儿有什么用呢？仅仅过了