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1、学习必备 欢迎下载 高中物理课堂教学教案 年 月 日 课 题 4.2 探究电磁感应的产生条件 课 型 新授课 教 学 目 标 （一）知识与技能 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。（二）过程与方法 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（三）情感、态度与价值观 渗透物理学方法的教育，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。教学重点、难点 教学重点 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。教学难点 感应电流的产生条件。教 学 方 法 实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 教 学 手 段 条形
2、磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，学习必备 欢迎下载 教学活动（一）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
3、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。本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。（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。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 向左 向后平动 不摆动 向左平动 向右 向上平动 不摆动 向前平动 不摆动 向下平动 不摆动 结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电
4、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。还有哪些情况可以产生感应电流呢？（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：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。学 生 活 动 论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 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
5、圈 向右 S 极插入线圈 向左 N 极停在线圈中 不摆动 S 极停在线圈中 不摆动 N 极从线圈中抽出 向左 S 极从线圈中抽出 向右 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，没有电产生。（3）模拟法拉第的实验 演示：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 开关闭合瞬间 有电流产生 开关断开瞬间 有电流产生 开关闭合时，滑动变阻器不动 无电流产生 开关闭合时，迅速移动变阻器
6、的滑片 有电流产生 结论：只有当线圈 A 中电流变化时，线圈 B 中才有电流产生。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，无电流论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 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
7、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？实例 1 中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流；实例 2 中，导体插入、拔出线圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；实例 3 中，通断电的瞬间
8、，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈 A中电流的变化，最终导致线圈 B中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。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：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 （四）实例探究 关于磁通量的计算【例 1】如图所示，在磁感应
9、强度为 B 的匀强磁场中有一面积为 S 的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以 ab 边为轴转 180，求此过程磁通量的变化？错解：初态BS1，末态BS2，故012。错解分析：错解中忽略了磁通量的正、负。正 确 解 法：初 态 中BS1，末 态BS2，故BS212 关于电磁感应现象产生的条件【例 2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）答案：EF【例 3】（综合性思维点拨）如图（甲）所示，有一通电直导线 MN 水平放置，通入向右的电流 I，另有一闭合线圈 P 位于导线正下方且与导线位于同 一竖直平面，正竖直向上运动。问在线圈P 到达 MN 上方的过程中，穿过 P
10、的磁通量是如何变化的？在何位置时 P 中会产生感应电流？解：根据直流电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱。把线圈 P从 MN 下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图（乙）所示，可知磁通量增加，磁通量减小，磁通量增加，磁通量减小，所以整个过程磁通量变化经历了增加减小增加减小，所以在整个过程中 P 中都会有感应电流产生。关于电磁感应现象的实际应用【例 4】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈 A和 B。线圈 A跟电源连接，线圈 B 的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关 S 的时候，弹簧 E 并不能立即论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教
11、育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 将衔铁 D 拉起，因而不能使触头 C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头 C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。解析：线圈 A 与电源连接，线圈 A 中有恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈 B，但穿过线圈 B 的磁通量不变化，线圈 B 中无感应电流。断开开关 S 时，线圈 A 中电流迅速减减小为零，穿过线圈 B 的磁通量也迅速减少，由于电磁感应，线圈 B 中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁 D 的吸引
12、作用，触头 C 不离开；经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁 D 的吸引力减小，当弹簧 E的作用力比磁场力大时，才将衔铁 D 拉起，触头 C 离开 巩固练习 1.）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=S可知磁通密度为零 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 答案：CD 2.）AWb/m2 BN/Am Ckg/As2 Dkg/Cm 答案：ABC 3.）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
13、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 答案：D 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（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 ）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 解析：画出电流周围的磁感线分布情况。论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条
14、形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 答案：C 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 ）A增大 B减小 C不变 D无法确定如何变化 答案：B 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 解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式机械能的减
15、少，相应转化为其他形式能（如内能、电能）。能的转化过程也就是做功的过程。答案：AD 7.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图 16-1-9中，最能符合这样要求的一幅图是 （）A B C D 答案：D 论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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学习必备 欢迎下载 作 业 2、书面完成 P8“问题与练习”第 5、6、7 题；思考并回答第 1、2、3、4 题。板 书 设 计 教 学 后 记 论的科学探究方法三情感态度与价值观渗透物理学方法的教育通过实验流的产生条件实验观察法分析法实验归纳法讲授法条形磁铁两个导体棒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