教学指导意见解读课件

1、教学指导意见解读 高中物理选修3-2模块绍兴市教育教学研究院 吕华荣 第四章 电磁感应（新）1 划时代的发现 2 探究电磁感应的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应规律的应用6 互感和自感7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 第十六章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、楞次定律 四、椤次定律的应用五、自感现象六、日光灯原理七、涡流基本要求了解电磁感应现象发现的过程。 知道电磁感应现象和感应电流。知道发现“磁生电”的意义和价值。发展要求了解法拉第发现电磁感应现象的艰难历程,体会科学研究中突破思维定势的重要性。说 明不要求掌握法拉第等科学家对电磁感应现象研究的具体细节。第一

2、节 划时代的发现第四章电磁感应（1）法拉第同时代人的研究奥斯特实验（1820）科拉顿的实验（1823） 阿拉贡的圆盘实验（1824）亨利发现通电线圈的断路自感现象（1829）安培发现一个电流能感应出另一个电流（1822）了解法拉第发现电磁感应现象的艰难历程,体会科学研究中突破思维定势的重要性。（2）法拉第的研究 法拉第的实验记录：“长期以来我就持有一种观点，几乎是一种信仰，我相信其他许多爱好自然知识的人也会共同有的，就是物质的力表现出来时所具有的各种形态，都有一个共同的根源，或者换句话说，它们是相互直接联系的，也是相互依赖的，所以它们似乎是可以相互转化的。”对称性的思想 领悟到电磁感应不是一种

3、静态效应，而是一种在运动、变化过程中出现的暂态效应。电荷感应出电荷，磁极感应出磁极电流感应出电流、磁生电（3）电磁感应发现的历史给我们的启示（科学足迹）第二节 学生实验:探究电磁感应的产生条件基本要求知道探究实验所需的器材。能够对实验步骤进行设计，使磁铁运动形式相对完整。会设计实验记录表并记录实验现象。能够按照 “电流可变”的要求设计电路，并会选择合适电源电压。知道滑动变阻器滑片移动方向与电流变化的关系。能够对实验步骤进行设计，使电流变化的方式相对完整。会设计实验记录表并记录实验现象。能够根据实验记录的数据，总结实验规律。发展要求能提出研究感应电流产生条件的新的实验方案，如磁铁不动，线圈运动等

4、。经历实验的探究过程，体会透过各种实验现象，分析、归纳本质特征的思想方法。说明能够对实验步骤进行设计，使磁铁运动形式相对完整。 能够对实验步骤进行设计，使电流变化的方式相对完整。 经历实验的探究过程，体会透过各种实验现象，分析、归纳本质特征的思想方法。（教学思路1） 能提出研究感应电流产生条件的新的实验方案，如磁铁不动，线圈运动等。第三节楞次定律基本要求通过探究,初步了解决定感应电流方向的因素。能区别原磁场与感应电流的磁场。知道楞次定律是确定感应电流方向的规律。会用右手定则判定感应电流的方向。发展要求经历楞次定律的探究过程,了解引入“中介”的意义。理解楞次定律的内容和操作步骤，能运用楞次定律判

5、断感应电流方向。认识右手定则与楞次定律判断感应电流方向的等效性。说明在用楞次定律判断感应电流方向时，只要求闭合电路中磁通量变化容易确定的情形。 不能直接找到感应电流与原磁场的关系， 了解引入“中介”的意义。感应电流的磁场感应电流原磁场阻碍 在用楞次定律判断感应电流方向时，只要求闭合电路中磁通量变化容易确定的情形。 如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？ 异步电动机模型如图所示，蹄形轻磁铁和矩形线框abcd均可绕竖直轴转动.现使线框沿逆时针方向保持匀速转动(从上往下看)，则磁铁的运动情况是A磁铁沿逆时针方向(从上往下看)转动B磁铁沿顺

6、时针方向(从上往下看)转动C磁铁由静止开始一直加速转动D磁铁先由静止开始加速转动，后匀速转动第四节法拉第电磁感应定律基本要求了解感应电动势，知道产生感应电动势的那部分导体相当于电源。知道感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，能区别磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率。理解法拉第电磁感应定律，掌握表达式。知道导体垂直切割磁感线时产生的感应电动势的表达式，并能进行简单的计算。会用法拉第电磁感应定律解决简单的实际问题。发展要求会推导导体垂直切割磁感线时产生的感应电动势的表达式。了解反电动势的概念，知道电动机由于机械故障停转时烧毁的原因。说明导体切割磁感线

7、时感应电动势的计算，只限于l、B、v三者垂直的情形。不要求计算涉及反电动势的问题。让学生猜想感应电动势的大小与哪些因素有关，并要求他们说出自己猜想的依据。然后选用不同实验进行研究，引导学生观察实验现象，记录观察内容，在实验的基础上结合理论分析得出法拉第电磁感应定律。可能影响因素切割速度磁通量大小磁通量的改变量磁通量的变化率知道感应电动势的大小与磁通量变化快慢有关。如图所示，在磁感应强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rads的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1，图中定值

8、电阻R1=100，R2=0.4，电容器的电容C=100pF。圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：（1）电容器的带电量？哪个极板带正电？（2）电路中消耗的电功率是多少？不要求计算导体棒转动切割产生电动势的问题o avLB转动产生的感应电动势 了解反电动势的概念，知道电动机由于机械故障停转时烧毁的原因。电源产生的电流使电动机的线圈受力而运动（安培力的方向）线圈运动时切割磁感线而产生感应电动势（电磁感应的产生条件）感应电动势使得线圈中的电流减小（右手定则）推动线圈转动的力变小（安培力的大小）这里的感应电动势称做反电动势不要求计算涉及反电动势的问题（03高考天津）两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，

9、磁感B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的为电阻R=0.50，在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为0.20N的作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=0.5s，金属杆甲的加速度a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各为多少？ 乙甲F第五节 电磁感应定律的应用基本要求初步了解感生电场和感生电动势。初步了解动生电动势和电磁感应中的洛伦兹力的的作用。 知道感生电动势与动生电动势是感应电动势的两种不同的类型。

10、发展要求会求解与电路分析、电路计算结合的简单电磁感应问题。说明在电磁感应现象中，不要求判断电路中各点电势的高低。不要求计算既有感生电动势，又有动生电动势的电磁感应问题。初步了解感生电场和感生电动势。磁场变化初步了解动生电动势和电磁感应中的洛伦兹力的的作用。 由于在本节内容之前，学生已学习了楞次定律和电磁感应定律，故在本节教学中可补充有关电磁感应与电路相结合的综合题，但补充时应把握：会求解与电路分析、电路计算结合的简单电磁感应问题。如图4-35所示，有一水平放置的U型导体框处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中，导体棒ab长l=40 cm，以v=5 m/s速度匀速向左运动,框架电阻不计,R a

11、b=0.5 。求：(1)导体棒向右匀速运动时产生的感应电流多大？(2)感应电流的电功率多大? 图4-35会求解与电路分析、电路计算结合的简单电磁感应问题。两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m，导轨两端分别接有R1=10，R2=2.5的电阻，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外，如图所示，导轨上有一根电阻为1.0的导体杆MN当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑动时，(1)MN杆产生的感应电动势大小为多少，哪一端电势较高？(2)用电压表测MN两点间电压时，电表的示数为多少？(3)通过电阻R1的电流为多少？通过电阻R的电流为多少？(4)杆所受的安培力的大小为多少？方向怎样？图

12、中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区 会求解与电路分析、电路计算结合的简单电磁感应问题。均匀直导线ab,质量为m,电阻为R,跨接在“n”形金属架上,组成闭合电路.框架两竖直平行金属导线相距为L,位于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,框架电阻不计,释放ab使之由静止滑下,若框架对导线ab的摩擦力为f,求：ab下滑的最大速度. 不要求电磁感应与动力学结合运动过程较复杂的问题变速变电动势变电流变安培力变加

13、速度如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的 AC端连接一个阻值为 R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑。求导体ab下滑的最大速度vm；（已知ab与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻都不计。g=10ms2）RBABDC线框abcd进入磁场，运动情况的讨论分析（99全国高考）图为地磁场磁感线的示意图在北半球地磁场的竖直分量向下飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左

14、方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2，A若飞机从西往东飞，U1比U2高 B若飞机从东往西飞，U2比U1高C若飞机从南往北飞，U1比U2高 D若飞机从北往南飞，U2比U1高在电磁感应现象中，不要求判断电路中各点电势的高低机翼两端电势高低的判断不要求计算既有感生电动势，又有动生电动势的电磁感应问题(2000年上海卷)如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r,其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B0。（1）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，

15、求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？第六节 互感和自感基本要求知道互感现象是一种常见的电磁感应现象。知道自感现象是由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,知道自感系数的单位。发展要求理解自感电动势的作用，会解释自感现象。知道决定自感系数的因素。了解自感现象的利、弊以及对它们的利用和防止。说明不要求计算自感电动势。知道自感现象是由于通过导体

16、自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。实验演示通电和断电自感了解自感现象的利、弊以及对它们的利用和防止。自感现象的利用组成振荡电路发射电磁波日光灯启动大型电动机定子绕组电路的断开。（油浸开关）自感现象的防止双线绕法避免自感不要求计算自感电动势自感系数（匝数、面积、长度、有无铁芯等因素有关）知道决定自感系数的因素基本要求了解涡流产生的原因，知道涡流的本质是感应电流。了解电磁阻尼和电磁驱动现象。发展要求了解涡流的应用和减小涡流危害的方法。说明不要求解释电磁驱动和电磁阻尼现象。第七节 涡流了解涡流产生的原因，知道涡流的本质是感应电流。真空冶炼炉高频焊接了解电磁阻尼和电磁驱动现象电磁阻尼电磁驱动图4

17、-46如图4-46所示，AB为长度、粗细、厚薄均相同，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，其直径略小于管子直径，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿越管子的过程中与管子均没有发生碰撞，结果发现：总是穿过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管是用铝制成的第四章课时分配建议1划时代的发现1课时2探究电磁感应的产生条件2课时3楞次定律 2课时4法拉弟电磁感应定律2课时5电磁感应定律的应用1课时

18、6互感和自感1课时7涡流1课时复习与评估3课时1课时建议2教法建议（2）本章蕴含着丰富的科学方法教育的因素，教师在教学中应加以重视并落实。本章知识是初中定性描述电磁感应现象基础上的拓展，进一步提出了定量分析要求，教学中既要注意初、高中知识的衔接，又要区分初、高中教学要求的不同。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据，学习中必须深入理解和熟练掌握。由于电磁感应的实际问题与前面学习过的电学、力学知识联系密切，在实际中也有许多应用，本章涉及的一些问题的分析与讨论，对提高学生的综合分析能力和解决实际问题的能力的培养有积极作用。（1）本章出现的概念较多，如感应电流、感应电动势、自感电动

19、势、反电动势、动生电动势、感生电动势、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率等等，学生学习时容易混淆。因此，教学时应当加强对这些概念的比较，使学生在认识相近概念的联系和差异中，达到对每个概念的理解。基本要求知道交变电流，能区分直流和交变电流。知道交流发电机的基本结构与工作原理，了解中性面的概念。知道正弦式交变电流可用图象描述。知道正弦式交变电动势、电压、电流的瞬时表达式，理解峰值的意义。发展要求区分特殊位置的磁通量与磁通量变化率，理解磁通量变化率与电动势之间的关系。说 明不要求知道发电机各部分的名称。不要求推导交流电动势的瞬时表达式。不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势。第五章 交变电流第一节 交变

20、电流 本节“交变电流”主要是让学生认识交变电流是怎样产生的，知道正弦式交变电流是最简单一种交变电流。教科书遵循从定性到定量的顺序，先结合模型定性得出交变电流的产生过程与原理，然后定量讨论交变电流的变化规律。在定性分析交变电流产生时，教师要注意边演示边讲解，让学生讨论特殊位置时交变电流，要让学生明确交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等概念，明确图像和数学式都是表示交变电流变化规律是重要方法。第一节 交变电流 第一节 交变电流 要知道交流发电机的基本结构与工作原理，了解中性面的概念。但不要求知道发电机各部分的名称 下列甲、乙、丙三图为三种常见电机的原理示意图（交流发电机、直流发电机、电动机

21、），这三种电机的名称分别为：甲图是_；乙图是_；丙图是_第一节 交变电流 不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势。 如图所示，在匀强磁场中有一个“U”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=22/T，线框的CD边长为20cm、CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？第一节 交变电流 不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势。 第二节 描述交变电流的物理量 基本要求了解周期和频率概念，知道频率单位，掌握周期和频率之间的关

22、系。理解有效值的物理意义，体会“等效思想”的运用。知道正弦交变电流的峰值和有效值之间的关系。知道电器上标注的、电表测量的和通常所说的电压、电流均为有效值。能从正弦式交变电流的图象中读出峰值、周期。发展要求能够对正弦式交变电流的图象描述和函数式描述进行转换。说 明不要求证明正弦式交变电流有效值与最大值之间的关系。不要求计算方波等其它交变电流的有效值。 本节“描述交变电流的物理量”，建议让学生回顾描述直流电的有关概念，比较描述直流电与交流电概念的相似与相异之处，区分交流电的瞬时值、峰值和有效值的功能，认识物理规律（如欧姆定律、电功率表达式等）在瞬时值、最大值和有效值三种概念体系中的相似与相异。通过

23、对家用电器铭牌上的标识和电表读数的提问，认识电器铭牌上的标识和电表读数与有效值的联系。通过提问或讨论让学生知道，对交变电流的电压、电流、电动势，如果不特别加以说明，指的都是交变电流的有效值交变电流的有效值是从热效应角度表示交变电流的物理量首先要使学生明白引入有效值的必要，要认识有效值的物理意义，体会“等效思想”的运用。 第二节 描述交变电流的物理量 本节重点、难点是有效值，注意教材把“相同时间”改为“一个周期”，有效值的概念更准确。 强调有效值与最大值的 关系只对正弦交流电成立。指针式交流电压表的示数标示的是有效值，经整流后计算出的。第二节 描述交变电流的物理量 【例】交变电流的有效值，选修3

24、-2中图5.2-2，电流i通过一个R1 的电阻。它不是恒定电流。（1）怎样计算通电1 s内电阻R中产生的热量？（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？在教材（教师）的引导下，使学生通过自己的思考认识到：有效值指热效应方面的等效I=0.707 Um不适用于非正弦式电流第二节 描述交变电流的物理量 如下图表示交流电流随时间变化的图像，求两图交流的有效值第二节 描述交变电流的物理量 不要求计算方波等其它交变电流的有效值。第三节 电感和电容对交变电流的影响 基本要求知道电感对交变电流有阻碍作用。知道电感对交变电流的阻碍作用与电感的自感系数及

25、交变电流的频率有关。知道电感具有“阻交流、通直流”和“阻高频、通低频”的特点。知道交变电流能“通过”电容器的本质是电容器交替地进行充、放电知道电容器对交变电流的阻碍作用与电容器的电容及交变电流的频率有关。知道电容器具有“隔直流、通交流”和“阻低频、通高频”的特点。发展要求能利用电感、电容器的特点定性分析简单问题。进一步认识交变电流与直流的区别。说 明不要求知道感抗、容抗概念。 本节“电感和电容对交变电流的影响”，通过探究电感和电容在交流电路中的作用，着重说明电感和电容在交流与直流电路中的“不同表现”，要充分认识实验在展示这种“不同表现”中的地位和作用。本节以定性了解为主，不要求讨论感抗和容抗的

26、问题。教师应结合实际说明电感和电容的广泛存在，以开阔学生思路，引导学生在学习中注意联系实际问题。 第三节 电感和电容对交变电流的影响 第三节 电感和电容对交变电流的影响 能利用电感、电容器的特点定性分析简单问题。 如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同若将交变电压的频率改为60Hz，则 A.三只灯泡亮度不变 B.三只灯泡都将变亮甲 乙 丙 C.a亮度不变，b变亮，c变暗 D.a亮度不变，b变暗，c变亮 a b c R L C第三节 电感和电容对交变电流的影响 （1）电感对交变电流的作用本质是自

27、感，表现为有效值（最大值）的电压、电流关系，容易形象地用实验演示；也表现为瞬时值的电压、电流不同相（电流落后电压）的关系，可用传感器演示。教材着重说明感抗与线圈L和交流电频率f的关系，从而了解通直流、对低频阻碍小对高频阻碍大。可考虑引导学生分析一个周期内电感线圈对交流电的作用，一方面深入理解电感的作用，另一方面也了解电感线圈不是耗能元件。（2）电容器对交变电流的作用本质是充放电。了解电容器不是耗能元件。进一步认识交变电流与直流的区别第四节 变压器 基本要求知道变压器的基本结构及符号，会区分原、副线圈。了解变压器的工作原理，知道变压器不能改变直流电压掌握理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。了

28、解变压器的应用。发展要求了解变压器能量损耗的原因，知道理想变压器的输入功率等于输出功率。知道理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系。会应用电压与匝数、电流与匝数的关系解决简单的问题。说 明不要求分析、计算两个及以上副线圈和有两个磁路的变压器问题。第四节 变压器 变压器是一种重要的物理器件，其发明与不断完善的过程是人类智慧的结晶。对基础较好的学生，教师也可将其设计成“设计探究”课，从最原始的想法开始，不断寻找器件的存在问题，提出改进思路，将创造教学、技术教育与物理教学紧密结合。(1)引导学生从互感、自感理解变压器的工作原理。在此基础上放手让学生探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。可分析次级断

29、路时，铁芯中磁通量是初级中电流产生的， 。再分析次级接上负载时，铁芯中的磁通量是初、次级电流共同产生的，仍有 。忽略初、次级的电阻时， ，所以得出 的重要关系，使实验探究上升到理性认识。(2)如让学生探究初、次级电流与匝数的关系则要小心。交流电功率要考虑功率因数 ，问题复杂，教材没有写出的 关系。 学生实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 基本要求知道实验目的，能够提出实验探究所需的器材。实验时会选择合适的电源电压，知道测量线圈两端电压的仪器。能够运用控制变量的方法，有序设计实验步骤。会设计实验数据记录表，并记录实验数据。知道安全使用多用电表测量交流电压的要求。知道为了确保安全的实验操作

30、要求。能够根据实验记录的数据，总结实验规律。发展要求能够发现实验中出现的其它物理现象，如有声音，线圈与铁芯的发热现象等，尝试用所学物理知识解释。说明第四节 变压器不要求分析、计算两个及以上副线圈和有两个磁路的变压器问题。 如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是 A U1：U2n1：n2，U2：U3=n2：n3 B I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1 C I1U1=I2U2I3U3 D n1I1=n2I2n3I3 （1996年上海

31、高考）在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂已知线圈1、2的匝数之比n1n2=21在不接负载的情况下A当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220VD当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V 12第五节 电能的输送 基本要求了解输电导线电能损失的主要原因，知道减少电能损失的两条途径。理解采用高压输电的原因，认识高压输电的局限性。认识电网的重要作用，认识电网安全对社会的重要性。发展要求会求解输电导线上的功率损失等问题。说 明不要求计算同时涉及升压、降压的输电问题。 关于降低输电损耗的分析，既要让学生理解降低输电损耗跟哪些因素有关，又要让学生理解单纯依靠减小输电线电阻的方法并不可行，从而加深认识高压输电的意义和提高综合分析和评估的能力。学生容易将输送电压与导线损耗电压、输送功率与导线