新人教版高中物理选修3-2全册导学案版

新人教版高中物理选修

全册导学案

目录

第四章第1节划时代的发现导

第四章第2节探究电磁感应的产生条件

第四章第3节楞次定律

第四章第4节《法拉第电磁感应定律》

第四章第5节《电磁感应规律的应用》

第四章第5节《电磁感应规律的应用》

第四章第6节《互感与自感》

第四章第6节《互感与自感》

第四章第7节《涡流电磁阻尼和电磁驱动》

第四章第《涡流电磁阻尼和电磁驱动》

第五章第1节交变电流

第五章第2节描述交变电流物理量

第五章第3节《电感和电容对交变电流的影响》

第五章第4节变压器

第五章第5节《电能的输送》

第六章第1节传感器及其工作原理

第六章第2节传感器的应用（一）

第六章第3节传感器的应用（二）

第六章第4节传感器的应用实验

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选修3-2第四章电磁感应

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

贝

二、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%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

1

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课内探究学案

一、学习目标

1.知识与技能

(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。

2.过程与方法

(1)通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的；

(2)通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究的方法和

思想。

(3)领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问

题时的重要性

3.情感、态度与价值观

(1)通过学习阅读培养学生正确的探究自然规律的科学态度和科学精神；

(2)领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

(3)以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。

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？

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（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。

三、反思总结

收获知识点收获心得体会

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选修3-2第四章电磁感应

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1>5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。

二、预习内容

1.初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验

分析实验中看到的现象，就能知道

闭合电路中产生电流的条件了。如果把磁

感线想像成一根根实实在在的线，把导

线想像成一把刀，表达起来可能会方便

些。

由于导体在磁场中运动而产生电流的

现象，是一种电磁感应(electromagnetic

induction)现象，产生的电流叫做感应电

流(inductioncurrent).图9.7-2号线在磁场中怎

样运动才能产生感应电流？

因此，闭合电路中产生感应电流的

条件是：_____________________________

(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Ps实验观察部分

名岐■人.斌出限浮在嗖EB4.2-3用开关或受熟卷控制一个线图中的电

图中时.电R我揩计归何功律？«.健，在另一公图80产生电箧吗7

(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

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课内探究学案

一、学习目标

1.知识和技能

(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。

(4)能说出电磁感应现象中的能量转化特点。

2.过程和方法

(1)体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。

(2)通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、

概括能力。

3.情感、态度和价值观

(1)通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。

(2)介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探

索科学真理的科学精神。

(3)通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。

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。--

口

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

5

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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

用42：M出或停在短8S4.2-3用开*W堂也&校*一二咬18中的电

窿中时.电底衰措针8何动作？K.俄等在另一个支■一产生S应电位吗？

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

四、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abed与导线在同

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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0X轴匀速平动B、沿0Y轴加速平动

C、绕0X轴匀速转动D、绕0Y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

图4-2-6图4-2-7图4-2-8图4-2-9图4-2-10图4-2-11图4-1-12

答案：l.ABD2.D3.BC4.D5.C6.C

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选修3-2第四章电磁感应

第3节《楞次定律》

课前预习学案

一、预习目标

五、了解磁通量的定义、公式；B、_的物理意义。

六、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。

在电磁学里常常要讨论穿过某一个面的磁场，为此需要引入•

个新的物理网磁通ht.假设住匀强磁场中有一个与磁场方向垂

农的平面.面积为5(图14T甲).磁场的磁感应强度为及我们

把磁感应强度8与面积S的乘积•叫做穿过这个面的通・•用中

表示.即

4>=BS(1)

(1)式表示,面积越大、磁感应强度越大.穿过这个面的磁通

植就越大.

在国际单位制中.磁通力的单位是韦伯.简称韦.符号是Wb.

从(D式可以看出.Wb和T、n?的关系为

1Wb=1TX1m:

同样一个平面，如果不和磁场方向垂直・如图141乙.那么,

穿过它的磁通敏就比垂H时小.这种情形本书不作深入研究.当平

面和磁场方向平行时(图14T内),穿过这个面的磁通量为零.

图4.3-1

1.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)lWb=lT•m2

2.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6=B・S。如果该面

转动180°则穿过该面的磁通量改变了2BSo

(3)磁通量与线圈的匝数无关

(4)磁通量的变化量△①=中2-①I.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

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课内探究学案

一、学习目标

1、知识与技能：

(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。

2、过程与方法

(1)、通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律

(2)、通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、

总结物理规律的能力。

3、情感态度与价值观

(1)、使学生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。

(2),培养学生的空间想象能力。

(3)、让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。

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

磁铁在管上静止磁铁在管中静止

NS

不动时不动时

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

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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、楞次定律一一感应电流的方向

(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

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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abed则（）

A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a—"

B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生

C.当线圈以助边为轴转动时，其中感应电流方向是a-〜cfd

D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是afZr+c—d,

答案：ABC

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.

图4.3-3

3.如图4.3-4所示，一水平放置的矩形闭合线框abc",在细长磁铁的〃极附近竖直下落，

保持命边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置I经过位置H到位置III,位置I和DI都很靠

近II,在这个过程中，线圈中感应电流（）

A.沿abed流动,----?

B.沿deba流动________，一/

C.由I到II是沿aAd流动，由II到HI是沿deba流动/-II

D.由I到II是沿deba流动，由H到HI是沿abed流动NVb__C

/__7in

图4.3-4

解析：根据细长磁铁的〃极附近的磁感线分布，线圈abed在位置II时，穿过线圈的磁通量

为零；在位置I时，磁感线向上穿过线圈；在位置m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I到II再到m,磁通量连续减小，感应电流方向

不变，应沿a6c曲流动.故A正确.答案：A

点评：明确〃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

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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、"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aAd方向的感应电流

B.线圈中将产生adM方向的感应电流x尸弋

C.线圈中产生感应电流的方向先是aA",后是adcbf\

D.线圈中无感应电流产生XCVXJa.

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、一,‘

形变成正方形时磁通量变小.答案：A

点评：周长相同情况下，圆的面积最大图436

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，:二、v

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1K1,1,勺--------

D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持之二以

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图4.3-7

点评：超导无电阻

7.1931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〃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/W方向

B.线圈中感应电流的方向是沿Q@方向_-»/匕

C.线圈中感应电流的方向先是沿M方向，然后是PMQ方向F「一/Q

D.线圈中感应电流的方向先是沿/W方向，然后是QW方向'7一一/'

解析：将磁单极子（单及极），理解为其磁感线都是向外的/M

答案：Ba

点评：关键是磁单极子的磁场特点.图438

8.如图4.3-9所示，一平面线圈用细杆悬于尸点，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I和

位置II时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（)

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A.逆时针方向,

B.逆时针方向,

C.顺时针方向,

D.顺时针方向,

解析：线圈在位置I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n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，是一个可绕垂直于纸面的轴。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：滑动变阻器火的滑片产向右滑动时，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，所以线框助应顺时针方向转动，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.

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选修3-2第四章第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0、40、

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=1C的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb,贝!!：

(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2A

4.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

(0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O

XXXX

XXXXF

---A

XXXX

XXXX

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.

14

新人教版高中物理选修3-2学案

5

自主学习答案：3.BD4.D5.丛8175ABS端6,5：17.贽

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=8〃sin。如何推得。

(2).会用E=〃色^和E=BLvsin。解决问题。

A/

学习重难点：

重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解

难点：

(1).磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。

(2).理解E=nA4>/At是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于At时间内

的平均值，而E=BLv是特殊情况下的计算公式，计算结果一般是感应电动势相

对于速度v的瞬时值。

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？

15

新人教版高中物理选修3-2学案

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？

XXxTx

三.反思总结XX

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XXB

总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价xXX

黑板上的小结内容。b星

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At时间内导体棒由原来的位置运动到albl,这时线框面积的变化量为

AS=LvAt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

A®=BAS=BLvAt

据法拉第电磁感应定律，得

△①宝---->^1

E=2=BLvpX.：

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q

（2）导线的长度L应为有效长度V▼T）

（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9,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vl=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=BLvl=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

16

新人教版高中物理选修3-2学案

•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H、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△①/At①

A<D=ABXS②

由①②联立可得E=nABXS/At

代如数值可得E=16V

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，感应电动势最大一

二！

17।

新人教版高中物理选修3-2学案

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

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=0.2m2、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0.02T/s.开始

时S未闭合，Rl=4Q,R2=6Q,C=30nF,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=30X10-6X0.04C=7.2X10-6C.

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新人教版高中物理选修3-2学案

答案：LC,2.DE,3.CD,4.C,5.CD,6.C,7.C

△B

8:解：(1)磁感应强度变化率的大小为4=0.02T/s,B逐渐减弱,

SkB

所以E=nN=100X0.02X0.2V=0.4V

E_0.4

1=舄+生4+6AR04A,方向从上向下流过R2.

R、口6

---------E-------

(2)R2两端的电压为U2=为+&4+6x0.4V=0.24V

19

新人教版高中物理选修3-2学案

选修3-2第四章第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。

W

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4，叫做电源的

电动势。用E表示电动势，贝!j：q

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

学习重难点：

重点：感生电动势与动生电动势的概念。

改场变强

难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。

二、学习过程

探究一：感应电场与感生电动势

4.5-1磁场变化时产生广出