高二物理(人教版教科版)-电磁感应现象的两类情况教案

1、教 案教学基本信息课题电磁感应现象的两类情况学科物理学段： 年级高二教材书名： 物理选修3-2 出版社：人教版 出版日期： 年 月教学设计参与人员姓名单位设计者温立新首师大附属丽泽中学实施者指导者陈磊北京教育学院丰台分院课件制作者其他参与者浦仕毕北京十二中教学目标及教学重点、难点知道动生电动势和感生电动势的概念和区别；知道动生电动势的非静电力是洛伦兹力的分力，感生电动势的非静电力是感生电场力。了解感生电场的产生，知道物质存在的多样性。会计算动生电动势和简单情景下的感生电动势。了解电子感应加速器的工作原理。通过从宏观和微观观角度分析动生电动势的大小和产生电动势的原因，培养能从多角度分析物理问题的

2、能力。（4）经历寻找非静电力，分析非静电力作功，利用定义式求电动势，培养学生利用能量观念分析解决问题的能力。重、难点：分析、理解产生感生电动势和动生电动势的原因。教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图环节一：情景再现，知识回顾通过两类电磁感应现象的情景，复习感应电流产生的条件；利用右手定则判断导体棒垂直切割磁感线运动时，感应电流方向；复习法拉第电磁感应定律在两类情境下的应用。 进一步应用并理解楞次定律和法拉第电磁感应定律，为本节课判断感生电动势和动生电动势的方向以及计算大小做知识准备。环节二：电磁感应现象中的洛伦兹力结合导体棒在磁场中垂直切割磁感线运动，探究导体棒中感应电流产生的原因

3、，如何计算动生电动势大小。（一）金属导体中电荷的情况。金属中存在大量的正离子和自由电子。正离子在金属中不能自由运动，能够自由运动的粒子只有自由电子。只需要研究导体棒中自由电子的运动情况。而通常情况下，自由电子做无规则热运动。导体棒静止在磁场中磁场对做无规则运动的电子有洛伦兹力的作用，由于导体棒中自由电子的热运动是无规则的，磁场对这些自由电子的洛伦兹力方向，也是无规则的，无法产生感应电流。导体棒在磁场中垂直切割磁感线运动v1v1F1自由电子受到向下的洛伦兹力作用，下端积累了负电荷呈现出负电性，上端带正电，电势较高，下端带负电，电势较低。导体棒内有了静电场，自由电子受到向上的静电力和向下的洛伦兹力

4、。最初洛伦兹力大于静电力，电子继续向下运动，静电力不断增大。最终电子达到平衡状态。Bev=Ule ，U=Blv.外电路开路，E从能量角度分析（1）将导体棒两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒与用电器构成一个闭合回路。以其中一个电子为研究对象，力F1对电子做正功1=1l=1l 给出感生电动势的概念如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫做“动生电动势”。导体棒就相当于电源洛伦兹力F1使自由电子定向运动，作为非静电力克服静电力做功，将其它形式的能转化为电能。这就是导体棒切割磁感线产生感应电动势的原因。（2）讨论自由电子受到的洛伦兹力做功的问题自由电子随导体棒运动v1、沿导体棒向下的运动v2，平

5、行四边形定则合成。自由电子受到的沿导体棒向下的洛伦兹力F1，导体棒运动反方向的洛伦兹力F2，平行四边形定则FFFF2v1v2vF1证明，合力F的大小F=Bev。合力F方向垂直于合速度v的方向，所以我们说合力F是导体棒切割磁感线时自由电子受到的洛伦兹力，而力F1、F2是依据作用效果将洛仑兹力F进行分解的两个分力。洛伦兹力F方向垂直于自由电子运动的方向，所以洛伦兹力不做功。 对洛伦兹力不做功定量分析，假设导体棒的长度为，自由电子从上端运动到下端所用的时间为t。l = v2t x =v1t W1=Be合功W=W1+W2=0 小结：洛伦兹力对运动电子不做功，分力F1作为非静电力对电子做正功，使导体棒两

6、端分别带正、负电荷，产生电势差，在闭合回路中形成电流，实现了其它能量向电能的转化。从微观角度分析事物的本质。明确研究对象。说明静止在磁场中的导体棒，没有感应电流的原因，排除自由电子热运动对感应电流的影响。从受力的角度分析，利用二力平衡推导E= Blv. 培养学生利用运动和相互作用观念分析解决问题经历从微观动态平衡角度推导动生电动势，并和宏观得到的结果一样，培养学生从多角度分析问题的能力。经过寻找产生动生电动势的非静电力，求非静电力做功，利用电动势的定义求动生电动势的大小。培养学生利用能量观念分析物理问题的能力。定性地分析洛伦兹力做功的情况，提升对洛伦兹力不做功的认识。从定量的角度再次分析洛伦兹

7、力不做功，培养学生科学严谨的科学态度。环节三：电磁感应现象中的感生电场二、结合闭合时移动滑动变阻器的滑片，探究在外侧的大线圈与电流计的回路中产生的感应电流的原因。I电子在导体中做无规则的热运动，速度方向各向同性，洛伦兹力和速度方向遵从楞次定律，洛伦兹力是各向同性的，并不能使电子定向运动。I给出，麦克斯韦电磁场理论：磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫做感生电场。根据电磁场理论分析，在这种情况下的非静电力是感应电场对自由电子的作用。引导给出感生电动势的概念，如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫做“感生电动势”。引导思考，如何判断感生电动势方向，

8、计算感生电动势大小。介绍电子感应加速器的机构和基本原理。通过分析事物的本质，把螺线管构建成一个单匝线圈，培养学生物理模型构建能力。经历科学分析，寻找感生电场的非静电力过程，培养学生对物理问题的求知欲和大胆猜想小心求证的科学态度。了解感生电场的实际应用之一电子感应加速器基本工作原理。环节四：课堂练习应用动生电动势和感生电动势解决问题例题1，如图甲,100匝线圈两端A、B与一个电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。电压表的读数应该等于多少？（2）请在线圈位置上标出感生电场的方向。（3） A、B两端，哪端应该与电压表标号的接线柱连接？例题2，设图中的磁感应强度B1 T，平行导轨宽l1 m，金属棒PQ以1 m/s的速度贴着导轨向右运动，电阻R1 ，其他电阻不计（1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图。（2）通过电阻R的电流方向如何？大小等于多少？练习解答例题1答案（1）50v（2）感应电场方向为逆时针（3）A端应该与电压表标 “+” 号的接线柱连接。例题2答案如图（2）通过电阻R的电流向下，