第四章 电磁感应学案.doc

第四章 学案第1节 划时代的发现课前预习学案一、预习目标预习奥斯特梦圆“电生磁”；法拉第心系“磁生电”，初步了解物理学中奥斯特和法拉第的贡献。2、 预习内容奥斯特梦圆“电生磁”标题和法拉第心系“磁生电”标题。问题1：奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？问题2：奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？问题3：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？问题4：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？问题5：其他很多科学家例如安培，科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验，可他们都没有成功，他们问题出现在那里？问题6：法拉第经过无数次试验，经历10年的时间，终于领悟到了什么？问题7：什么是电磁感应？什么是感应电流？问题8：通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？问题9：通过查阅资料，了解法拉第的生平，详细写出法拉第一生中的伟大成就和伟大发现。三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标（1）知道奥斯特实验、电磁感应现象，（2）了解电生磁和磁生电的发现过程，（3）知道电磁感应和感应电流的定义。二、学习过程探究一：奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生甲：（1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。学生乙：（2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。直到1820年4月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。学生丙：（3）奥斯特在1820年4月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系。也就是电流的磁效应。学生丁：（4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。探究二：法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生甲：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。学生乙：（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直到1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。学生丙：（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。学生丁：（4）多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。学生丁：（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。3、 反思总结收获知识点收获心得体会第2节 探究电磁感应的产生条件课前预习学案一、预习目标复习初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验，预习课本P5实验观察部分；初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。2、 预习内容1. 初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验（1） 初中这个实验中导体棒是如何切割磁感线的？（2） 这个实验，闭合电路中产生感应电流的条件是？2. 预习课本P5实验观察部分（1）电路中用了哪些器材？（2） 它们是怎么连接在一起的？（3） 图4.2-2中的大线圈和图4.2-3中B线圈的接线柱可以调换顺序吗？三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标（1）知道什么是电磁感应现象。（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。二、学习过程提出问题1在初中，我们就初步学习和认识了电磁感应。请问：什么叫电磁感应现象？2 你知道电磁感应现象在生产和生活中有哪些应用？探究一：闭合电路的部分导体切割磁感线演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图4.2-5所示。 图4.2-5导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。探究二：还有哪些情况可以产生感应电流表2磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N极插入线圈 S极插入线圈 N极停在线圈中 S极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出 结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。表3操作现象开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片结论： 三、反思总结分析论证得出结论4、 当堂检测：1、如图4-2-6，竖直放置的长直导线ef中通有恒定电流，有一矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是 （ ）A、导线中电流强度变大 B、线框向右平动C、线框向下平动 D、线框以ab边为轴转动E、线框以直导线ef为轴转动2、下列关于产生感应电流的说法中，正确的是 （ ） A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流3、如图4-2-7所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（ ） A、两电流同向且不断增大 B、两电流同向且不断减小C、两电流反向且不断增大 D、两电流反向且不断减小4、如图4-2-8所示，导线ab和cd互相平行，则在下列情况中导线cd中无电流的是（ ）A、电键S闭合或断开的瞬间 B、电键S是闭合的，但滑动触头向左滑C、电键S是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键S始终闭合，滑动触头不动5、如图4-2-9所示，范围很大的匀强磁场平行于OXY平面，线圈处在OXY平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（ ）A、沿OX轴匀速平动 B、沿OY轴加速平动C、绕OX轴匀速转动 D、绕OY轴加速转动6、 目前观察到的一切磁体都存在N、S两个极，而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子。若确定存在磁单极子，设法让磁单极子A通过一超导材料制成的线圈如图4-2-10所示，则下列对于线圈中的感应电流的判断，正确的是（ ） A、只有A进入线圈的过程有电流 B、只有A离开线圈的过程中有电流 C、A离开线圈后，电流保持不变 D、A离开线圈后，电流消失答案：1.ABD 2.D 3.BC 4.D 5.C 6.C第3节 楞次定律课前预习学案1、 预习目标5、 了解磁通量的定义、公式；B、的物理意义。6、 初步了解实验器材、实验方法、实验步骤、实验原理。7、 预习内容。图4.3-11.磁通量的定义、公式、单位。（1）定义： 叫做穿过这个面的磁通量，用 表示。（2）公式： （3）单位： （Wb） 1Wb=1Tm22.理解：（1）参看图甲、乙、丙磁通量的大小是如何比较的（2）磁通量是标量，但有正负之分：如：一个面积是S的面，垂直匀强磁场B放置，则穿过该面的磁通量=BS。如果该面转动180则穿过该面的磁通量改变了2BS。（3）磁通量与线圈的匝数无关（4）磁通量的变化量=2-1磁通量变化包括：磁感应强度B变化，面积S变化，S与B的夹角变化三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标（1）、理解楞次定律的内容。（2）、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。（3）、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。（4）、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。二、学习过程探究一：研究感应电流的方向（1）、探究目标：找这两个磁场的方向关系的规律。（2）、探究方向：从磁铁和线圈有磁力作用入手。（3）、探究手段：分组实验（器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线）（4）、探究过程图4.3-2操作方法填写内容NS磁铁在管上静止不动时磁铁在管中静止不动时插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下原来磁场的方向原来磁场的磁通量变化感应磁场的方向原磁场与感应磁场方向的关系感应电流的方向（螺线管上）问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？探究二、分析归纳论证、得出结论。概括1： 概括2：概括3：探究三、楞次定律感应电流的方向（1）（2）（3）第3节 楞次定律的应用例：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？（5）楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线问题1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗？问题2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？三、反思总结分析论证得出结论3 当堂检测：1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案：C点评：楞次定律揭示了感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2如图4.3-3所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 （ ）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcdB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是abcdD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcd答案：ABC图4.3-3点评：先明确直线电流周围磁感线的分布情况，再用楞次定律 判定.3如图4.3-4所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由到是沿abcd流动，由到是沿dcba流动D.由到是沿dcba流动，由到是沿abcd流动图4.3-4解析：根据细长磁铁的N极附近的磁感线分布，线圈abcd在位置时，穿过线圈的磁通量为零；在位置时，磁感线向上穿过线圈；在位置时，磁感线向下穿过线圈.设磁感线向上穿过线圈，磁通量为正，因此可见，由到再到，磁通量连续减小，感应电流方向不变，应沿abcda流动.故A正确. 答案：A点评：明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究4如图4.3-5所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小D.同时向右运动，间距增大图4.3-5解析：在条形磁铁插入铝环过程中，穿过铝环的磁通量增加，两环为了阻碍磁通量的增加，应朝条形磁铁左端运动，由于两环上感应电流方向相同，故将相互吸引，而使间距变小.答案：C点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥5如图4.3-6所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD.线圈中无感应电流产生图4.3-6解析：由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大.当由圆形变成正方形时磁通量变小. 答案：A点评：周长相同情况下，圆的面积最大6.如图4.3-7所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持图4.3-7解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继续存在. 答案：D点评：超导无电阻71931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么 （ ）A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向解析：将磁单极子（单N极），理解为其磁感线都是向外的答案：B图4.3-8点评：关键是磁单极子的磁场 特点.8如图4.3-9所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向图4.3-9解析：线圈在位置时，磁通量方向水平向右且在增加.据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以感应电流的磁场方向应水平向左.据安培定则，顺着磁场方向看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置时，穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律，感应电流的磁场方向应水平向左.再根据安培定则，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向应为顺时针. 答案：B点评：应用楞次定律按程序 分析9如图4.3-10所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将 （ ）A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向图4.3-10解析：滑动变阻器R的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小.根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化,所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小. 答案：C点评：若被电源未标明极性所困惑，于是作个假设：设电源左端为正或右端为正，然后根据两种情况中的磁极的极性和引起穿过线圈磁通量的变化分别判断.这样做，费很大周折,如能抓住楞次定律的实质去判别则很简便.第4节法拉第电磁感应定律课前预习学案一、预习目标（1）知道什么叫感应电动势。（2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别、二、预习内容1、什么是感应电动势和反电动势在电磁感应现象中，当_，必产生电动势，这种电动势叫做感应电动势。2、法拉第电磁感应定律的内容是什么电路中感应电动势的大小跟_成正比，这个规律就叫做法拉第电磁感应定律，其表达式为_。3穿过一个电阻为R=1的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：（A）线圈中的感应电动势每秒钟减少2V (B)线圈中的感应电动势是2V (C)线圈中的感应电流每秒钟减少2A （D）线圈中的电流是2A4下列几种说法中正确的是：(B) 线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大(C) 穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大(D) 线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大(E) 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大5有一个n匝线圈面积为S，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 。 6如图1所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比 7如图2所示，用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出设线框的面积为S，磁感强度为B，线框电阻为R，那么在拉出过程中，通过导线截面的电量是_自主学习答案： 3.BD 4.D 5. 6.5:1 7.三、提出疑惑在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。课内探究学案一、学习目标（1）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式，知道E=BLvsin如何推得。（2）会用和E=BLvsin解决问题。 二、学习过程探究一：感应电动势在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？电路断开，肯定无电流，但有电动势。电动势大，电流一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定。图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。图b中，哪部分相当于a中电源内阻？线圈自身的电阻。在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。探究二：电磁感应定律问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么?问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?探究三：导线切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？三. 反思总结教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。-让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。四 当堂检测展示如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？（课件展示） 解析：设在t时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为S=Lvt穿过闭合电路磁通量的变化量为=BS=BLvt据法拉第电磁感应定律，得E=BLv这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式，需要理解（1）B,L,V两两垂直（2）导线的长度L应为有效长度（3）导线运动方向和磁感线平行时，E=0（4）速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，感应电动势可用上面的公式计算吗？教师：让我们进行下面的推导。用CAI课件展示如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsin和平行于磁感线的分量v2=vcos。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为E=BLv1=BLvsin强调在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），指v与B的夹角。例题2：下列说法正确的是（ ） A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大例题3：一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。解：由电磁感应定律可得E=n/t 由 联立可得E=n /t代如数值可得课后练习与提高1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比点评：熟记法拉第电磁感应定律的内容2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）A.磁通量的变化率 B.感应电流的大小C.消耗的机械功率 D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量点评：插到同样位置，磁通量变化量相同，但用时不同3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动点评：判断磁通量是否变化4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈 （ ）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小解析：这时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，磁通量的变化率最大.5一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 （ ）A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈的取向解析：A、B中的E虽变大一倍，但线圈电阻也相应发生变化.6如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 （ ）A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定点评：理解E=BLv中v是有效切割速度7如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是A.减速运动到停止 B.来回往复运动C.匀速运动 D.加速运动点评：电容器两端电压不变化则棒中无电流8横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合，R1=4 ，R2=6，C=30 F，线圈内阻不计，求：（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少?所以Q=CU2=3010-60.04 C=7.210-6 C.答案：1.C,2. DE, 3.CD, 4.C, 5.CD, 6.C, 7.C8:解：（1）磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s，B逐渐减弱，所以E=n=1000.020.2 V=0.4 VI= A=0.04 A，方向从上向下流过R2.（2）R2两端的电压为U2=0.4 V=0.24 V第5节电磁感应规律的应用课前预习学案一、预习目标（1）知道什么是感生电场。（2）知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。二、预习内容：感生电动势与动生电动势的概念 1、.感生电动势 ： 2 、动生电动势 ： 三、提出疑惑什么是电源？什么是电动势？电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则： 在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。课内探究学案一、学习目标（1）知道感生电场。（2）知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。（3）理解感生电动势与动生电动势的概念二、学习过程探究一：感应电场与感生电动势投影教材图4.5-1，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。探究二：洛伦兹力与动生电动势一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。（三）反思总结教师组织学生反思总结本节课的主要内容，重点是辨析相关概念的含义及其特点，并进行当堂检测。(四)当堂检测感生电场与感生电动势【例1】 如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）磁场变强A磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C使电荷定向移动形成电流的力是电场力D以上说法都不对洛仑兹力与动生电动势【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛仑兹力有关C动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的 A端显示出正电荷，所以A端电势比 B端高棒 AB就相当于一个电源，正极在A端。综合应用【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向_运动，速度大小为_，作用于ab杆上的外力大小为_答案：1.AC 2.AB 3.向上 2mg课后练习与提高1如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ）A不变 B增加C减少 D以上情况都可能 2穿过一个电阻为l 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（ ）A线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B线圈中的感应电动势一定是2 VC线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD线圈中的感应电流一定是2 A3在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（ ）Av1v2，方向都向右 Bv1v2，方向都向左 Cv1v2，v1向右，v2向左 Dv1v2，v1向左，v2向右4如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6，线圈电阻R2=4，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2）a、b两点间电压Uab5如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=_6如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）AA管是用塑料制成的，B管是用铜制成的BA管是用铝制成的，B管是用胶木制成的CA管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的DA管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 答案:1.B 2.BD 3.C 4.（1）4V（2）2.4A 5. 6第6节互感和自感学案课前预习学案一、预习目标1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。二、预习内容（一）自感现象1、自感电动势总要阻碍导体中 ，当导体中的电流在增大时，自感电动势与原电流方向 ，当导体中的电流在减小时，自感电动势与电流方向 。注意：“阻碍”不是“阻止”，电流还是在变化的。2、线圈的自感系数与线圈的 、 、 等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越 。除此之外，线圈加入铁芯后，其自感系数就会 。3、自感系数的单位： ，有1mH = H,1H = H。4、感电动势的大小：与线圈中的电流强度的变化率成正比。（二）自感现象的应用1、有利应用：a、日光灯的镇流器；b、电磁波的发射。2、有害避免：a、拉闸产生的电弧；b、双线绕法制造精密电阻。3、日光灯原理（学生阅读课本）（1）日光灯构造： 。（2）日光灯工作原理： 。（三）互感现象、互感器1、互感现象现象应用了 原理。2、互感器有 ， 。课内探究学案一、学习目标1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。二、学习过程 （一）复习旧课，引入新课1、引起电磁感应现象的最重要的条件是什么？ 2、楞次定律的内容是什么？（二）新课学习1、互感现象问题1：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？2、自感现象问题2：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？实验1演示通电自感现象。画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）现象：问题3：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。实验2演示断电自感。画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？现象：问题4：为什么A灯不立刻熄灭？3自感系数问题5：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。问题6：自感电动势的大小决定于哪些因素？4磁场的能量问题7：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。学生分组讨论：师生共同得出结论：（三）实例探究自感现象的分析与判断【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则 （ ）A在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：（1）若R1R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若R1R2，灯泡的亮度怎样变化？（四）反思总结：（五）当堂检测1、无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求：一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小，如图所示，两个线圈安装位置最符合该要求的是（ ）A.B.C.D.2、如图所示电路，线圈L电阻不计，则 （ ）A、S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B、S保持闭合，A板带正电，B板带负电C、S断开瞬间，B板带正电，A板带负电D、由于线圈电阻不计，电容被短路，上述三种情况电容器两板都不带电3、在下图电压互感器的接线图中，接线正确的是（ ）答案：1.D 2.D 3.B 课后练习与提高1下列关于自感现象的说法中，正确的是 （ ）A自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数，下面说法正确的是 （ ）A线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C线圈中电流变化越快，自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定3如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 （ ）A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭B小灯立即亮，小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个实验是用来演示_现象的。5如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）A当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B当接通电路时，A1和A2始终一样亮C当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭D当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭6如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是 （ ）A开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数B开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数C开关S接通