高二物理（人教版教科版通用）-《电磁感应》单元复习（一）教案

教案教学基本信息课题《电磁感应》单元复习（一）学科物理学段：高中年级高二年级教材书名：物理选修3-2出版社：人民教育出版社出版日期：2010年4月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者王朝祥北京市第八十中学实施者王朝祥北京市第八十中学指导者王军朝阳区教研中心课件制作者王朝祥北京市第八十中学其他参与者教学目标及教学重点、难点一、教学目标1.理解感应电流的产生条件、楞次定律和法拉第电磁感应定律，能解决相关问题。2.按照“现象→规律→本质”的主线把握本章知识的内在联系，了解感应电动势的产生机制。3.结合具体的问题情境，从相互作用、能量的角度解决问题，建立知识的网络化结构。二、教学重点1.楞次定律、法拉第电磁感应定律的深层理解。2.结合问题情境，用多种方法解决问题，建立知识的网络化结构。三、教学难点电动势产生的微观机制分析——对非静电力的理解。教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图全章知识结构梳理展示全章知识结构，梳理两条主线：1.知识角度：知识---规律----应用2.方法角度：磁通量---磁通量变化量---磁通量变化率从知识和方法角度引领学生从全章角度把握知识，理清知识脉络，完成知识的重新建构。活动一：感应电流的产生条件复习（一）回顾感应电流的产生条件：1．磁通量：Φ=BS，B与S垂直磁通量是标量，有正负之分。可以用穿过该面的磁感线条数来描述。2．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。（二）利用感应电流产生的条件分析问题例1：1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表，如图所示。他发现，在开关S闭合的瞬间，线圈B中产生瞬时电流，随后电流表的指针恢复到零。分析这个实验现象，你能得到什么结论？练习：如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。某时刻起MN中电流逐渐减小时，下列判断正确的是A．穿过线圈平面的总磁通量向里，且逐渐减小B．线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈所受安培力的合力方向向右 D．线圈所受安培力的合力方向垂直于纸面向外理解感应电流产生的条件，并能解决实际问题结合法拉第电磁感应的研究编制例题。复习知识的同时，渗透研究方法教育，渗透学科德育。多角度理解磁通量的变化。活动二：楞次定律复习活动二：楞次定律复习活动二：楞次定律复习（一）模型题分析思考：如图所示，有一条形磁铁由静止开始下落，磁铁从闭合线圈中穿过且不与线圈接触，空气阻力不计。（1）分析磁铁落入线圈过程穿过线圈的磁场方向：；穿过线圈的磁通量如何变化？；线圈中感应电流产生的磁场方向；线圈中感应电流的方向（俯视）；分析磁铁的受力情况和该过程中的能量转化。（2）分析磁铁穿出线圈的过程感应电流的方向（俯视）：；分析磁铁的受力情况和能量转化。（二）对楞次定律的理解1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（1）阻碍不是阻止，也不一定反向（2）感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因*感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的相对运动,“来拒去留”。*在自感现象中，感应电流总是阻碍原电流的变化。2．应用楞次定律解决问题的步骤：Φ原→△Φ原→Φ感→I原（三）熟悉常见的磁场教师展示常见的磁场，要求会画立体图、截面图、平面图。提升学生课间想象力。（四）楞次定律的应用例题：如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab。若MN中电流逐渐减小时，分析：（1）线圈内感应电流的方向；（2）线圈所受安培力的合力方向。对比题：改变线圈位置，重新分析。例题.如图所示，CDEF是矩形金属框，CD边和EF边都串联有电流表。金属框内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。当导体棒AB向右移动时，关于感应电流的方向，下列判断正确的是A．对ABCD回路用楞次定律，通过右侧电流表的电流方向向下B．对ABFE回路用楞次定律，通过左侧电流表的电流方向向下C．穿过CDEF回路的磁通量恒定，因此金属框各边上均无电流D．根据右手定则，通过AB的感应电流方向向下例题：如图所示装置中，两线圈绕在同一个闭合铁芯上，两侧的光滑水平导轨都处于垂直于纸面的磁场中，cd杆原来静止。当ab杆向右加速运动时，cd杆将如何移动？结合问题情境回顾利用楞次定律解决问题的过程，规范解题思路。强化第（1）题形成的分析问题思路。深化对楞次定律的理解，强化“阻碍…变化”的含义，通过演绎，将不同类型的问题有机贯通。熟悉常见的磁场，为电磁感应问题做好知识储备。用楞次定律解决问题，在应用中巩固对知识的理解。通过对比，深化对知识的理解。找不同，寻找方法的共性。分别用楞次定律和右手定则解决问题，引导学生灵活选用解决问题的方法。引领学生综合电流的磁场、安培力、电磁感应等知识解决实际问题，提升综合问题解决能力。活动三：对法拉第电磁感应定律的理解活动三：对法拉第电磁感应定律的理解（一）对法拉第电磁感应定律的理解电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即：①B恒定，感应电动势.②S恒定，感应电动势（二）对感生电动势的理解3．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上静止套着一个带电量为+q的小球。若从某时刻起，磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，使小球开始在环上运动。下列判断正确的是A．环上的感生电动势大小为kπr2B．小球受的电场力逐渐增大C．小球受到的洛伦兹力大小恒定D．每转一周感生电场对小球做的功为qkπr2总结：变化的磁场产生涡旋电场，涡旋场力提供非静电力。涡旋电场的电场线为闭合曲线，电场力做功与路径有关，与静电场不同。（三）对动生电动势的理解问题情境：导线框abcd固定在绝缘水平面上，ab、cd两边平行，线框宽度为L。垂直于线框平面的匀强磁场的磁场磁感应强度为B。长度为L的金属导体棒MN搭在线框上，与线框接触良好，MN保持与ab、cd两边垂直。开关断开，导体棒以速度v向右匀速运动。除R外其余电阻不计，不计摩擦。定量分析：（1）感应电动势的大小（2）能量转化情况。深化对法拉第电磁感应定律的理解，引出两种电动势。深化对感生电动势的理解，分析感生电动势的产生机制，涡旋场力提供非静电力。引领学生从能的角度认识感生电动势。明确感生电动势的本质，对比涡旋场和静电场，深化对感生电动势的理解。在具体的问题情境中，引导学生从“法拉第电磁感应定律、力和运动关系（平衡）、感生电动势的产生机制——非静电力分析”这3个角度分析感应电动势的大小，将各章节知识联系起来，提升学生发散思维能力。另外，结合情境梳理知识，有利于建立知识与情境的联系，逐步提高学生分析解决实际问题的能力。通过定量推导，带领学生通过功分析能量转化，进一步从能量的角度认识电磁感应现象（动生）。活动四：对自感实验的理解带领学生回顾实验现象：教材的实验装置如图，A1、A2、A3是相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。提出思考题：断电自感实验中，感应电流是否可能大于开关断开之前通过线圈L1的电流？为什么？以断电自感为例，按照“电流—电动势—能量”的主线，引导学生用楞次定