《电磁感应现象及应用(第一课时)》教案

《电磁感应现象及应用（第一课时）》教案教学目标教学目标：1.了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。2.经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。3.通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。教学重点：1.实验：探究感应电流产生的条件。2.归纳总结产生感应电流的条件教学难点：如何通过设计、模仿法拉第的实验，通过观察和分析，将原来浅显已知的条件提升为穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。教学过程时间教学环节主要师生活动2分钟2分钟4分钟13分钟2分钟环节一：引入环节二：电磁感应现象学史介绍并提出问题环节三：进一步明确问题环节四：实验探究环节五：课堂小结环节一：引入实验引入：摇绳发电、开关门发电实验引入电磁感应现象。在这两个实验中，同学们看到了什么现象？物理原理是什么？通过初中的学习我们就知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。这个现象叫电磁感应现象。摇绳发电、开门发电就是闭合电路的一部分导体切割地磁场的磁感线运动，发生了电磁感应现象，产生了感应电流。也就是“磁生电”环节二：介绍电磁感应现象发现学史并提出问题最初激发科学家们对“磁生电”的探索热情的是奥斯特实验。也就是奥斯特发现了电流的磁效应——电生磁人们从电流磁效应的对称性角度，想到：既然电流能够产生磁场，为什么不能用磁场产生电流呢？——磁生电很多科学家在此做了大量的研究和实验。其中法拉第——这位坚信大自然是和谐统一的物理学家、化学家，为此进行了长达10年的探索。他进行了很多次尝试，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。当初，奥斯特发现电流的磁效应时，法拉第曾赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”公正地说，法拉第与奥斯特应该共享这样的荣誉。电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。可以说这是“划时代的发现”。如果像法拉第所说：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。那么，是与磁场相关的哪个物理量发生了变化，才能出现这种效应呢？环节三：进一步明确问题从初中已有实验入手，再现实验、分析结果，进一步明确问题。导体棒AB做切割磁感线运动时，磁场没有变化，变化的只有回路ABCD的面积。也就是说，穿过回路ABCD的磁通量发生了变化。进一步提出问题：感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢？回顾磁通量的概念，及使磁通量变化的方法。环节四：实验探究实验一装置如图所示。在实验中，当给A线圈通电或断电的瞬间，或给A线圈通电后，移动滑动变阻器的滑片，A线圈中的电流变化，线圈B中的磁通量就会发生变化。我们通过实验观察线圈B中的磁通量发生变化时，线圈B中是否有感应电流的产生。请同学们认真观察，并把实验结果记录在学习任务单中。实验二实验装置如图所示：当磁铁下方的闭合线圈向上运动时，线圈面积不变，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量变大。如果线圈向上运动时，我们改变线圈面积的大小，使面积减小，磁场虽然增强，但穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变。在这两种情况下是否有电流产生呢？以上实验事实表明：不管是哪个物理量发生变化，只要磁通量不变，就不会产生感应电流。当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。对比初中所学产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。请同学们思考：哪个更具有普遍意义？切割一定会产生感应电流吗？1231234我们通过下面的问题寻找答案：闭合线圈由位置1穿过匀强磁场运动到位置4，线圈在运动过程中什么时候有感应电流？实验演示：我们看到：1—2，3—4过程有感应电流，这个过程磁通量变化。2—3过程无感应电流。这个过程虽然切割了磁感线但磁通量不变，没有感应电流。由此可见，切割磁感线不一定会产生感应电流，只有引起磁通量变化的切割运动才会产生感应电流。初中所学是一种特殊情况。大量实验和事实表明，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。环节五：课堂小结这节课我们经历了提出问题（与磁场相关的哪个物理量发成变化，才能出现磁生电的效应）——（针对问题设计多个实验展开探究）实验探究——（对实验结果）分析归纳——最后得出结论，找到了产生感应电流的普遍条件：闭合回路的磁通量发生变化如何使闭合回路的磁通量变化：回路面积变化、磁场变化、面积和磁场方向夹角变化今天的3个实验：分别是面积变化、磁场变化、面积磁场同时变化。请同学们课后尝试设计能够产生感应电流的其他实验。正所谓越努力越幸运——经过多次失败之后，法拉第仍然坚持研究“磁生电”的课题。正是由于他的不懈的努力，他以“有准备的头脑”及“敏锐的洞察力”捕捉到了稍纵即逝的偶然现象。电磁感应现象的发现，迅速改变了人类社会的面貌，它开辟了人类社会的电气化时代。下节课我们将继续学习电磁感应现象的应用。合格考达标练1.(2021山东潍坊期中)假设宇航员登月后,想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一个灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是()A.直接将电流表放于月球表面,根据电流表有无示数来判断磁场的有无B.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则可以判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则可以判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈连成闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,若电流表无示数,则可以判断月球表面无磁场答案C解析A项中无闭合回路,由感应电流产生的条件可知,电流表无示数,A项错误;B项中,若线圈平面与磁场方向平行,线圈沿某一方向运动时月球上即使有磁场,线圈中的磁通量也始终不变化,不会产生感应电流,B项错误,同理D项错误;C项中,若线圈沿某一方向运动,电流表有示数,则可知发生了电磁感应,可判断月球表面有磁场,C项正确。2.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是()A.位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流C.闭合线圈做切割磁感线运动,一定能产生感应电流D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流答案D解析产生感应电流的条件是闭合线圈里面的磁通量发生变化,线圈位于磁场中,如果磁通量不发生变化,则一定没有感应电流产生,故A错误;线圈中是否有感应电流产生与线圈是否运动无关,要看其磁通量是否变化,故B错误;若回路中部分导体切割磁感线,有感应电流产生,若整个闭合线圈切割磁感线运动,其磁通量不发生变化,则无感应电流产生,故C错误;穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,即磁通量发生变化,一定有感应电流产生,故D正确。3.(2021天津六校期中联考)在下列各选项所示的条件下,线圈中能产生感应电流的是(图示位置线圈与图中磁感线在同一平面内)()答案B解析选项A中,由于线圈没有闭合,故线圈中不会产生感应电流,A错误;选项B中,当线圈以OO'为轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,B正确;选项C中,线圈所在位置的磁感线与线圈平行,线圈向下运动时穿过线圈的磁通量不变,故不会产生感应电流,C错误;选项D中,线圈转动过程中,线圈平面始终和磁感线平行,穿过线圈的磁通量不变,故不会产生感应电流,D错误。4.如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是()答案B解析选项A是用来探究影响安培力大小的因素的实验;选项B是研究电磁感应现象的实验,观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时是否会产生感应电流;选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验;选项D是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场。等级考提升练5.(多选)磁带录音机应用了电磁感应现象,如图甲、乙所示分别是录音机的录、放原理图。由图可知,以下说法正确的是()A.录音机录音时利用了电磁感应原理,放音时利用了电流的磁效应B.录音机放音时,变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流C.录音机放音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场D.录音机录音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场答案BD解析录音时是电生磁,利用了电流的磁效应;放音时是磁生电,利用了电磁感应原理,A错误。录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场,磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同的磁场磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息;放音时,磁带贴着放音磁头运动,被磁化的小颗粒产生的强弱变化的磁场使放音磁头中产生强弱变化的感应电流,电流经放大后使扬声器发声,这便“读”出了磁带中记录的信息,故B、D正确,C错误。6.(多选)(2021浙江杭州塘栖中学高二上月考)下列情况能产生感应电流的是()A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动B.如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时答案BD解析题图甲中导体AB顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故选项A错误;题图乙中条形磁铁插入线圈时,线圈中的磁通量增加,拔出线圈时,线圈中的磁通量减少,都有感应电流产生,故选项B正确;题图丙中开关S一直接通时,回路中有恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,不产生感应电流,故选项C错误;题图丙中开关S接通时,滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管A产生的磁场变化,螺线管B中的磁通量变化,线圈中产生感应电流,故选项D正确。7