2022年中学高二物理教案42探究电磁感应的产生条件

1、海头中学高二物理教案教学课题4.2 探究电磁感应的产生条件教学时间年月日教案编号02 备课时间2022 年 09 月日主备老师张 华使用老师吕继山三维目标（一）学问与技能：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洁的试验；（二）过程与方法：学会通过试验观看、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法（三）情感态度与价值观教学重点通过试验观看和试验探究,懂得感应电流的产生条件,同学电源,开关,滑动教学难点感应电流的产生条件试验观看法、分析法、试验归纳法、讲授法教学方法教学媒体条形磁铁（两个） ,导体棒,示教电流表,线圈（粗、细各一个）变阻器,导线如干,教学过程：（一）引入新课“ 科

2、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,一些重大发觉和创造的问世,极大地解放了生产力,推动了人类社会的进展,特殊是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速进展的时期；经济建设离不开能源,人类创造也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不 开电；饮水思源,我们忘不了为发觉和使用电能做出杰出奉献的科学家法拉第；1820 年 奥斯特发觉了电流的磁效应,法拉第 由此受到启示,开头了“ 由磁生电” 的探究,经过十年坚持不懈的努力,于1831 年 8 月 29 日发觉了电磁感应现象,开创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、试验观看（

3、1）闭合电路的部分导体切割磁感线在中学学过,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；【老师活动 】演示：导体左右平动,前后运动、上下运动；观看电流表的指针,把观看到的现象记录在表1 中；如下列图；导体相对磁场运动【同学活动 】观看试验,记录现象；表 1 导体棒的运动表针的摇摆方向导体棒的运动表针的摇摆方向向右平动向左向后平动不摇摆向左平动向右向上平动不摇摆向前平动不摇摆向下平动不摇摆结论：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；仍有哪些情形可以产生感应电流呢？磁体相对导体运动（2）向线

4、圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出【老师活动 】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；观看电流表的指针,把观看到的现象记录在表 2 中；【同学活动 】观看试验,记录现象；表 2 磁铁的运动表针的摇摆方向磁铁的运动表针的摇摆方向N 极插入线圈向右S 极插入线圈向左N 极停在线圈中不摇摆S 极停在线圈中不摇摆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,没有电流产生；（3）模拟法拉第的试验 磁体相对导体不发生运动【老师活动 】演示：如图 4.2-3 所示；线圈 A 通过变阻器和开关连

5、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； 观看以下几种操作中线圈 B 中是否有电流产生；把观看到的现象记录在表 3 中；【同学活动 】观看试验,记录现象；表 3 操作有电流产生现象开关闭合瞬时开关断开瞬时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,快速移动变阻器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【同学活动 】分组争论,同学代表发言；演示试验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,无电流产生；演示试

6、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时,线圈内磁场不变化,无电流产生；（如图 4.2-4）演示试验 3 中,通、断电瞬时,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【老师活动 】请大家摸索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；

7、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,通断电的瞬时,滑动变阻器的滑动片快速滑动的瞬时,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；从这三个实例观察,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许多,但本质的缘由是磁通量的变化；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；（四）实例探究关于磁通量的运算【例 1】如下列图,在磁感应强度为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

8、线圈以ab 边为轴转 180 ,求此过程磁通量的变化？错解：初态1BS,末态2BS,故210；错解分析：错解中忽视了磁通量的正、负；正 确 解 法 ： 初 态 中1BS, 末 态2BS, 故212BS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 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：依据直流电流磁场特点,靠近

9、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受了增加减小增加减小,所以在整个过程中 关于电磁感应现象的实际应用P 中都会有感应电流产生；【例 4】如下列图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 并不能立刻将衔铁 D 拉起,因而不能使触头 C（连接工作电路）立刻离开,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

10、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 中电流快速减减小为零,穿过线圈 B 的磁通量也快速削减,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.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,以下说法正确选项（）A 磁感应强度越大的地方,磁通量越大B穿过某

11、线圈的磁通量为零时,由B= 可知磁通密度为零 SC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.以下单位中与磁感应强度的单位“ 特斯拉” 相当的是（）A Wb/m2B N/A mCkg/A s2Dkg/C m 答案： ABC 3.关于感应电流,以下说法中正确选项（）A 只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就肯定有感应电流 B只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就肯定有感应电流 C如闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中肯定没有感应电流 D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中肯定有感应 电流 答案： D 4.在一长直

12、导线中通以如下列图的恒定电流时,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,确定能产生感应电流的是（）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：画出电流四周的磁感线分布情形；答案： C 5.如下列图,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置；如将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,就穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）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,最终

13、停下；流星在夜空中坠落并发出光明的火焰；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削减,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（）答案： D ABCD课后作业：书面

14、完成课后“ 问题与练习” 第5、6、7 题；摸索并回答第1、2、 3、4 题；板书设计： 1、试验观看（ 1）闭合电路的部分导体切割磁感线（2）向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出（3）模拟法拉第的试验 2、分析论证 3、归纳总结 4、实例探究： 1、关于磁通量的运算 2、关于电磁感应现象产生的条件 3、关于电磁感应现象的实际应用 5、巩固练习 教学体会： 本节课依据现象归纳结论,仍应从能量守恒的角度分析,课前先回忆一下磁通量 相关学问海头中学高二物理学案其次节 探究电磁感应的产生条件【知能预备】1.电磁感应现象 : 2.感应电流的产生条件 : 1、电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中,

15、能量转化和守恒定律同样适用,由于机械运动而产生感应电流时,感应电流的电能是由外界的能量转化为能；无机械运动而产生的感应电流,感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的；2、如下列图线圈两端接在电流表上组成闭合回路；在以下情形中, 电N （流表指针不发生偏转的是（）图 以下运动中A. 线圈不动,磁铁插入线圈 B.线圈不动,磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动,线圈上、下移动 D. 磁铁插在线圈内不动3、一匀称扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合 如能使线圈中产生感应电流的是）A N极向外、 S极向里绕 O点转动O BN极向里、 S 极向外,绕O点转动S C在线圈平面内磁铁绕 O点顺时针

16、向转动D垂直线圈平面磁铁向纸外运动4、如下列图,矩形线框与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是（）以 ad 为轴转动 45oa b A.以 bc 为轴转动 45o B.C.将线圈向下平移 D. 将线圈向上平移d c 5、有一金属圆环与一根带绝缘层的长直导线放在同一平面内,且直导线与环的直径重合,如下列图,当直导线内通以匀称增加的电流时,圆环I 内将（填有、无）感应电流；将金属圆环向右移动时（填有、无）感应电流；6、如图, AB 两环共面同心,A 环上匀称带有负电荷,当A 环逆时针加 A 环顺时针匀速转B A 向右平动； B向下平动； C绕轴转动 （ad

17、 边向外）；速转动时, B 环中（填有、无）感应电流；当动时（填有、无）感应电流；A 7、线圈在长直导线电流的磁场中,做如下列图的运动,D从纸面对纸外平动,那么能产生感应电流的有a A d a I B d a C d a D d b c b c b c b c 8、试用笔线代替导线连好本节课试验二的电路图：+ G _ 【综合评判】 基本训练题 1、关于感应电流 , 以下说法中正确选项 . A. 只要闭合电路内有磁通量 , 闭合电路中就有感应电流产生B. 穿过螺线管的磁通量发生变化时, 螺线管内部就肯定有感应电流产生C.线框不闭合时 , 即使穿过线圈的磁通量发生变化 , 线圈中也没有感应电流D.

18、只要电路的一部分作切割磁感线运动, 电路中就肯定有感应电流2、如下列图 , 一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S 极邻近下落 , 在下落过程中 , 线圈平面保持水平, 位置 1和 3 都靠近位置 2, 就线圈从位置 1 到位置 2 的过程中 , 线圈内 _感应电流 , 线圈从位置 2 到位置 3 的过程中 , 线圈内 _感应电流 均选填“ 有” 或“ 无”. 拓展创新题 3、如下列图 , 裸导线框abcd 放在光滑金属导轨上向右运, 小线圈和圆环在同一平面动, 匀强磁场力方向如下列图 , 就 . , 就 . A.G 表的指针发生偏转 B. G1 表的指针发生偏转C.G1 表的指针不发生偏转 D.

19、G 表的指针不发生偏转4、带负电的圆围绕圆心旋转, 在环的圆心处有一闭合小线圈A. 只要圆环在转动, 小线圈内就肯定有感应电流间连接一电压表,B. 不管环怎样转动, 小线圈内都没有感应电流C.圆环在作变速转动时, 小线圈内肯定有感应电流D.圆环作匀速转动时, 小线圈内没有感应电流5、如下列图 , 矩形线框 abed 的 ad 和 bc 的中点 M 、N 之整个装置处于匀强磁场中, 磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时 , 以下说法中正的是 . A. 穿过线框的磁通量不变化. MN 间无感应电动势B. MN 这段导体作切割磁感线运动, MN 间有电势差C.MN 间有电势差 , 所以电压表有示数D.由于无电流通过电压表 , 所以电压表无示数6、如图所不 , 开头时矩形线圈与磁场垂直 , 且一半在匀 强 磁 场 内 , 一半在匀强磁场外 . 符要线圈产生感应电流 , 以下方法中 可 行 的 是 . A. 将线圈向左平移一小段距离 B. 将线圈向上平