物理3-2++第四章++电磁感应+++导学学案(无答案)

1、灵丘一中高二物理同步导学学案一、划时代的发现自学习目标1.了解电磁感应现象的发现过程2.了解奥斯特、法拉第等科学家的科学思维方法3.理解磁通量的概念，会用公式=BS计算穿过某一面积的磁通量和该公式中每一个物理量的物理意义4.知道穿过某一面积的磁通量大小也可以用穿过这一面积的磁感线多少来表示，且与磁感线怎样穿过（垂直该面或倾斜该面穿过）无关，如果有一条磁感线穿过某一面积但又穿过来一条，则穿过这一面积的磁通量为零。5.知道磁通量的变化等于末磁通量与初磁通量的差，即自主学习穿过闭合电路的磁通量发生变化，有两个要点，一是闭合电路，二是磁通量变化；与穿过闭合电路的磁通量有无，多少无关，只要磁通量变化，闭

2、合电路中就有感应电流，不变就没有。如图1所示，闭合线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动，当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，但此时磁通量不变，线圈中无感应电流（可用示波器观察）。要点导学 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。试举例说明。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认

3、为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么

4、走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 问题1 奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。 问题2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用

5、是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。 问题3史料记载“1831年8月29日这一天，法拉第在接通电池的一刹那，偶然看到检流计指针动了一下，接着便回到了原位，然后就一直停住不动。”法拉第因此发现了电磁感应现象，图4-1-1是这个实验的示意图 。又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验：将一块磁铁在螺线管中移动

6、，使导线中产生感应电流。为了排除磁铁移动对检流计指针偏转的影响，他把检流计放到隔壁房间中去，用长导线把检流计和螺线管连接起来。实验开始了，科拉顿把磁铁插到线圈中去以后，就跑到隔壁房间中去，但他十分痛心地看到检流计的小磁针静止在原位。”科拉顿没能发现电磁感应现象，他的实验示意图见图4-1-2。请你分析一下，科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是什么？ 问题4科学家对自然现象和自然规律的某些信念在科学发现中起着重要的作用。结合具体例子说说这种作用。问题5设有两个物体，一个是热的，另一个是冷的，或更确切他说：一个物体的温度比另一个高些。我们使它们进行接触，并使它们不受到任何外界影响，我们知道，最后它们会

7、达到同样的温度。但是这个情况是怎样发生的呢？从它们开始接触起到它们达到同样温度的时间里，究竟发生了什么呢？有人的脑海中想象这么一个图景：热从一个物体流向另一个物体，正如水由较高的水位流向较低的水位一样。于是这些人因此提出这样的类比：“水热水”，“较高的水位较高的温度”，“较低的水位较低的温度”，水的流动一直要继续到两个水位相同，热的流动也要到温度相等时才停止。这些人的观点是：“热是一种物质，就像物体的质量一样。它的量可以改变，也可以不改变，正如钱一样，可以储存在保险柜里，也可以花掉。只要保险柜始终锁着，柜里面钱的总数就始终保持不变，和这一样，一个被隔离的物体中的质量的总数和热的总数也是不变的。

8、” 请你对上述观点作些点评，如果同意就说说论据，如果反对就说说理由。 问题6请你说说教科书把科学发现中经历的失败和挫折表达出来有什么意义？第二节：探究电磁感应的产生条件导学学案【学习目标】：1知道产生感应电流的条件。2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。3学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法4通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。【学习重点】：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。【学习难点】：感应电流的产生条件。【学习方法】：实验观察法、分析法、实验归纳法【实验器具】：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈

9、（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，【学习过程】：（一）复习磁通量（）的概念：什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？（1）定义： ，用 表示。磁通量就是表示穿过这个面的 。（2）公式： （3）单位： 1wb= T·m2（二）引入新课“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电

10、能做出卓越贡献的科学家法拉第。1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。（二）进行新课1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。实验：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。如图所示。观察实验，记录现象。表1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： 还有哪些情况可

11、以产生感应电流呢？（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出实验：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。观察实验，记录现象。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： （3）模拟法拉第的实验实验：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。观察实验，记录现象。表3操作现象

12、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：2、分析论证分组讨论，学生代表发言。演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4） 演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流

13、恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）3、归纳总结请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？教师点拨：引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为： 。4、电磁感应中的能量转化电有电场能，磁有磁场能，电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢？ 分析 实验一、消耗机械能-电能è发电机 实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管è变压器 结论： 。【课堂练习】：1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（ ）A磁感应强度越大的地方，磁通量越大B穿过某线圈的磁通量为零时，由B=可

14、知磁通密度为零C磁通密度越大，磁感应强度越大D磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量 2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（ ）AWb/m2 BN/A·mCkg/A·s2 Dkg/C·m 3.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）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B只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（

15、环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（ ）A保持电流不变，使导线环上下移动B保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（ ）A增大 B减小C不变 D无法确定如何变化 6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同

16、现象中所包含的相同的物理过程A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量【学生作业】 “问题与练习”第1、2、3、4、5、6、7题。【学习收获】第三节：楞次定律【学习目标】（1）、理解楞次定律的内容，理解楞次定律中“阻碍”二字的含义，能初步应用楞次定律判定感应电流方向，理解楞次定律与能量守恒定律是相符的（2）、通过实验，感受楞次定律的实验推导过程，逐渐培养自己的观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。（3）、学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。（4）、通过对楞次定律的探究过程，培养自己

17、的空间想象能力。【学习重点】应用楞次定律（判感应电流的方向）【学习难点】理解楞次定律（“阻碍”的含义）【学习方法】 实验法、探究法、讨论法、归纳法【教具准备】灵敏电流计，线圈(外面有明显的绕线标志)，导线若干，条形磁铁【教学过程】一、温故知新：1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？2、磁通量的变化包括哪情况？1、问题1：如图，已知通电螺线管的磁场方向，问电流方向？ 2、问题2：如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问有没有感应电流？ 感应电流方向如何？3、感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系？二、新课学习1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考：（1）、灵敏电流计的作用是什

18、么？为什么用灵敏电流计而不用安培表？（2）、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流，而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流？2、实验内容：研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路，并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等，分析感应电流的方向与哪些因素有关。3、学生探究：研究感应电流的方向（1）、探究目标： （2）、探究方向： （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

19、线管上）（5）、学生带着问题分组讨论：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？相互交流、分析、讨论，用最简洁的语言概括出本组的结论。4、楞次定律感应电流的方向（1）、内容： 。（2）、理解： 、阻碍既不是 也不等于 ，增反减同 、注意两个磁场： 磁场和 电流磁场、在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等

20、效N极和S极。强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要 磁通量的变化。b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要 相对运动。、感应电流的方向即感应电动势的方向、阻碍的过程中，即一种能向 转化的过程 例：上述实验中，若条形磁铁是自由落体，则磁铁下落过程中受到向上的阻力，即机械能电能内能（3）、应用楞次定律步骤：、明确 磁场的方向；、明确穿过闭合回路的 是增加还是减少；、根据楞次定律(增反减同)，判定 的磁场方向；、利用 判定感应电流的方向。（4）、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

21、电流方向如何？若减小电流呢？I5、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？（1）、右手定则的内容：伸开 手让拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在 内，让磁感线 从掌心进入， 指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中 方向（2）、适用条件： 的情况（3）、说明： 、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞

22、次定律求解 例：分别用右手定则和楞次定律判断 通过电流表的电流方向 GI、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）【自学收获】6、巩固练习例1：为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流？例2：如图所示，平行金属导轨的左端连有电阻R，金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时，线框ABCD中有无闭合电流？_；电阻R上有无电流通过？_【学习小结】1、楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感

23、应电流的磁通量的变化。2、判定感应电流方向的步骤3、右手定则确定感应电流的方向【课后作业】选修3-2课本第12页“思考与讨论”1、2、3、4题课后作业：第13页1、2、3、4题【学习心得】第四节：法拉第电磁感应定律学案 班 姓名 电磁感应定律的发现的指导思想以及发现过程对后人也有重要的启迪和教育。法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电和电磁振荡和电磁波的基础它既是教学重点，也是教学难点【学习目标】（1）、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。（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、。（3）、

24、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。（4）、知道E=BLvsin如何推得。（5）、会用解决问题。（6）、经历探究实验，培养动手能力和探究能力。（7）、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。（8）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，把握主要矛盾。【学习重点】法拉第电磁感应定律探究过程。【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固【学习过程】一、温故知新：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？二、新课学习1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,两电路中是否都有电流?为什么?、有感应电流,是谁充当电源?、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？本节课我们就来一起探究感应电动势三、法拉第电