高中物理选择性必修二第二章-电磁感应-大单元教学课件

《电磁感应》大单元教学人教版高中物理2019选择性必修二单元基本信息学科物理实施年级高二课程标准模块第二章电磁感应使用教材人教版选择性必修第二册单元名称电磁感应单元课时8课时一、单元学习主题分析1、主题名称：电磁感应2主题概述：从运动与相互作用及能量的角度来分析楞次定律；楞次定律的得出运用了归纳推理的科学思维方法；通过探究得出影响感应电流方向的因素；重视理论联系实际；注意揭示电磁感应现象的物理本质。3主题学情分析：学生在必修第三册已经学习了电磁感应、感应电流的产生条件，本章要求学生能够从实验的表象中归纳出共同特征，要求学生有极强的推理和归纳能力。电磁感应涉及牛顿运动定律、功、动能定理、直流电路、磁场和能量守恒等多个知识点，对学生的理解能力、分析综合能力要求较高。4学习条件支持：实验器材齐全，演示实验全部可做二、单元学习目标设计单元学习目标：1、探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律2、通过实验，理解法拉第电磁感应定律3、通过实验，了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。教学内容核心素养于科学方法、跨学科概念的体现感应电流产生的条件归纳推理、质疑创新、科学论证、模型建构、因果解释楞次定律科学探究、归纳推理、效果阻碍原因等跨学科概念法拉第电磁感应定律实验探究、科学推理、变化与变化率的跨学科概念涡流、电磁阻尼和电磁驱动因果解释、能量的转化与守恒互感和自感科学探究、控制变量、能量的转化与守恒，结构与功能、特殊与一般的跨学科概念三、各课时学习目标学习目标解析第一课时归纳总结感应电流产生的一般条件通过实验探究、分析归纳、小组合作展示等方式，探究感应电流产生的条件，基于科学实验证据进行分析、论证、解释。发展学生的科学建模和论证能力，形成正确的科学观念。通过模型建构过程，核心就模型的比较，发展学生对科学本质的认识。第二课时从磁通量变化的角度探究感应电流的方向引导学生对实验现象进行分类和归纳，提升学生对实验结果定性分析的能力。通过分析讨论，找到感应电流的磁场这个重要的物理量，发展了学生寻找物理量间关联的能力，提高了分析论证及归纳的能力。通过从能量角度分析感应电流的方向，提升学生电磁感应中的能量观念第三课时从磁通量变化的快慢得出感应电动势的大小通过讨论明确感应电动势比感应电流更能体现电磁感应现象的本质，能够区分Φ，ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义，通过寻找感应电动势大小与ΔΦ/Δt的关系，提升学生对变化与变化率这一块学科概念的理解第四课时能运用电磁感应知识分析涡流、自感等生活中的电磁感应现象通过对自感现象和涡流现象的实验探究，学生经历探究实验的设计过程，学会选择合理的实验方案进行探究实验，体会自感现象和涡流现象是电磁感应现象的特例，电惯性本质上是能量的转化与守恒在电磁学中的体现四、各课时任务设计及学习活动第一课时:感应电流产生的条件任务1模拟法拉第发现感应电流实验装置，如图所示。设计方案尝试用多种方式在线圈中产生感应电流。分析每种方式产生感应电流的原因.任务2产生感应电流的条件是什么？第二课时：探究感应电流的方向任务1电流表指针偏转方向和流经它的电流方向的关系任务2第二课时：探究感应电流的方向任务3：楞次定律谁在阻碍？阻碍什么？如何阻碍？能否阻止？为何阻碍？任务4：从能量守恒的角度看楞次定律任务5：楞次定律的应用例1明确研究的对象是哪一个闭合导体回路。确定原磁场的方向。原磁场可以是磁体形成的，也可以是电流形成的。判断穿过闭合导体回路的磁通量如何变化，这是产生感应电流的必要条件。根据楞次定律确定感应电流所产生的磁场方向。运用安培定则，根据感应电流的磁场方向确定感应电流的方向例2除了课本上的解答，还有哪些方法可以形成逆时针方向的感应电流？四、各课时任务设计及学习活动第二课时：探究感应电流的方向任务6：右手定则楞次定律与右手定则的比较第三课时:法拉第电磁感应定律任务1影响感应电流大小的因素有哪些？任务2感应电动势的有无与？有关，与？无关任务3电路中的线圈相当于？线圈导线的电阻相当于？任务4：导线切割产生的感应电动势从研究对象的角度比较两个表达式的区别与联系任务5：电磁感应现象中的洛伦兹力图中导体棒中的自由电荷可以认为是正电荷，随导体棒运动受到的洛伦兹力向哪个方向？自由电荷如何运动？导体棒一直运动下去，自由电荷是否一直沿着导体棒运动？为什么导体棒哪一端电势比较高？如果没有外力，导体棒将如何运动？能量是如何转化的？四、各课时任务设计及学习活动第四课时：涡流、电磁阻尼和电磁驱动任务1麦克斯韦对感生电场的认识任务2电子感应加速器的原理任务3涡流及其成因任务4：涡流的热效应应用与防止任务5：涡流的机械效应电磁阻尼和电磁驱动互感和自感任务1：通电自感改变线圈和灯泡的规格，观察灯泡的明暗情况任务2：断电自感改变线圈和灯泡的规格，哪种情况灯泡会闪亮一下之后再熄灭1.有一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，将磁体从线圈上方插入或拔出，如图所示．请完成下列填空：

(1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为(选填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”)．(2)图乙中磁体下方的极性是________(选填“N极”或“S极”)．(3)图丙中磁体的运动方向是________(选填“向上”或“向下”)．(4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是(选填“顺时针”或“逆时针”)．

S极向上偏向正接线柱逆时针2、现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关如下图连接。在开关闭合、线圈放在线圈中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断（）A．线圈向上移动或滑动变阻器的滑动端向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转B．线圈中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑动端匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈、线圈的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

BD4.如图所示，闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内，线圈的ab、dc两边与直导线平行，直导线中有逐渐增大，但方向不明的电流，则(

)

A.可知道线圈中的感应电流方向B.可知道线圈ab、de两边所受的磁场力的方向C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向D.无法判断线圈中的感应电流方向，也无法判断线圈所受磁场力的方向BC5.如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上的磁感应强度均匀减小的磁场，则(

)

A.小球速度变大 B.小球速度变小C.小球速度不变

D.小球速度可能变大也可能变小B6.如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图．把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上．两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触．G为灵敏电流计．现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法正确的是(

)

A.C点电势一定低于D点电势B.圆盘中产生的感应电动势大小为Bωr2C.电流计中的电流方向为由a到bD.铜盘不转动，所加磁场磁感应强度均匀减小，则铜盘中产生顺时针方向的感应电流(从左向右看)AD

8.现代汽车中有一种防抱死系统(简称ABS)，该系统有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右侧紧靠有一个绕有线圈的条形磁体，磁体的左端是S极，右端是N极，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，这时由于铁齿靠近或离开线圈时，使穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生了感应电流．这个脉冲电流信号经放大后去控制制动系统，可有效地防止车轮制动时被抱死．在齿A从图示位置顺时针转到虚线位置过程中，M中的感应电流方向为(

)

A.一直从右向左 B.一直从左向右C.先从右向左，后从左向右 D.先从左向右，后从右向左

D五、单元学习评价设计评价内容1理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反应。会用楞次定律判断感应电流的方向，理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。会用右手定则判断感应电流方向。经历推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法，经历实验探究得出楞次定律的过程，提升科学探究的能力。2通过实验理解法拉第电磁感应定律，知道e等于BLV3SA塔是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关。经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法，经历推理得出e等于BLV3F的过程，体会矢量分解的方法。知道e等于德尔塔Y比德尔塔T与e等于BLV3SID的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物主义的方法和观点了解感生电场，知道感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。3通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害，通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用，了解电磁阻尼和电磁驱动。4通过实验了解互感与自感现象，会用自感与互感解释简单的电磁现象，知道互感现象与自感现象是磁场能变化的一种表现。会从法拉第电磁感应定律的视角，认识自感现象，了解自感系数，体会推理分析的科学思维方法。知道互感现象与自感现象的防止与利用五、单元学习评价设计评价指标1教学思想，体现立德树人思想，课程理念先进2教学目标明确，内容有助于核心素养形成，教学流程合理3教学方法得当，学生参与活动态度好，广度大，有一定深度,教学氛围活跃度高4教学效果显著，目标达成，实现育人功能。5教师学科素养、教学技能完善评价方法绘制每节课的思维导图，检测题正确率80%以上，能重复实验过程并能讲解原理。六、单元作业设计作业以生活应用，基础题型的灵活多变的角度，与课堂例题互相补充1.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定．如图为该新型装置的原理图(从后面向前看)，过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来．下列说法正确的是(

)A．磁力刹车利用了电流的磁效应B．磁力刹车属于电磁驱动现象C．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能D．过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大C【解析：磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，选项A、B错误；磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化为内能，选项C正确；过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，与质量无关，选项D错误．】2.如图，边长L＝20cm的正方形线框abcd共有10匝，靠着墙角放着，线框平面与地面的夹角α＝30°.该区域有磁感应强度B＝0.2T、水平向右的匀强磁场．现将cd边向右拉动，ab边经0.1s着地．在这个过程中线框中产生的感应电动势的大小与感应电流的方向分别是(

)A．0.8V方向为adcbB．0.8V方向为abcdC．0.4V方向为adcbD．0.4V方向为abcdC【解析：初状态的磁通量Φ1＝BSsinα，末状态的磁通量Φ2＝0，根据法拉第电磁感应定律得：E＝nΔt(ΔΦ)＝nt(BSsinα)＝10×0.1(0.2×0.22×0.5)V＝0.4V，根据楞次定律可知，感应电流的方向为adcb，故C正确．】3．如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁体从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是(

)A．电流计中的电流先由a到b，后由b到aB．a点的电势始终低于b点的电势C．磁体减少的重力势能等于回路中产生的热量D．磁体刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度D【解析：在磁体进入螺线管的过程中，穿过螺线管的磁通量增大，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由b经电流计流向a；在磁体穿出螺线管的过程中，磁通量减小，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由a经电流计流向b，则a点电势先低于b点电势，后高于b点电势，故A、B错误；磁体减少的重力势能转化为内能和磁体的动能，故C错误；磁体刚离开螺线管时，由楞次定律的“来拒去留”结论可知，磁体受到向上的安培力，则磁体受到的合外力小于重力，即磁体刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度，故D正确．】4．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感线圈L1、L2与直流电源连接，电感线圈的电阻忽略不计，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有(

)A．a先变亮，然后逐渐熄灭B．b先变亮，然后逐渐熄灭C．c先变亮，然后逐渐熄灭D．b、c逐渐熄灭AD【解析：如图所示，开关S闭合时，流过电感L1的电流等于流过b、c灯的电流之和，流过电感L2的电流等于流过c灯的电流；断开开关S的瞬间，流过电感的电流突然减小，三个灯泡均处于回路中，且流过灯泡a的电流等于流过灯泡b、c的电流之和，流过b、c灯泡的电流逐渐减小，故灯泡