人教版高中物理选修3-2教学设计 全册

选修3-2第四章电磁感应

第1节《划时代的发现》

一、教材分析

本节作为“电磁感应”的开篇，主要是让学生体会和感悟科学家进行

科学研究时的思考、迷失与最后成功。是过程与方法、情感、态度与价值

观教育的难得素材。

二、学情分析

学生对物理学史的学习和认知较少；对物理学史对于学习的激励和指

导作用的认知更为缺失。本节课主要是使学生认识到探索电磁感应现象的

历史背景，因此学习困难并不大。

三、教学目标

1.知识与技能

(1)知道奥斯特实验和电磁感应现象；

(2)了解电生磁和磁生电的发现过程。

2.过程与方法

(1)通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学

探究的方法和思想；

(2)领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素

在研究物理问题时的重要性

3.情感、态度与价值观

(1)通过学习阅读养成正确的探究自然规律的科学态度和科学精神；

(2)领会科学家对自然现象和规律的猜想在科学发现中的重要性。

四、教学重点和难点

教学重点：探索电磁感应现象的历史背景；

教学难点：体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。

五、教学方法

1.讲授法：讲授科学家的艰辛

2.实验法：学生自己体会奥斯特实验

六、教学环节和流程：

预习检查、总结疑惑f情境导入、展示目标一合作探.究、精讲点拨一归

纳总结、课堂训练

七、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

探究一：奥斯特梦圆“电生磁”-----电流的磁效应

引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引

导学生思考并回答：

（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究

领域存在怎样的历史背景？

（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？

（一3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？

（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分组讨论，发表自己的见解。

探究二：法拉第心系“磁生电”-----电磁感应现象

引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，

引导学生思考并回答：

（1）奥斯特发现电流磁效应引发了的哲学思考？法拉第怎样的观点？

（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？

（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？

（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁

感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成

功，他认为成功的“秘诀”是什么？

（5）谈谈自己对法拉第探索电磁感应现象的历程的体会。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材;分组讨论，发表自己的见解。

（四）归纳总结，课堂训练。

例题：下列现象中属于电磁感应现象的是（B）

A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路中产生电流

C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场

八、板书设计

一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应

二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象

课后作业：红对勾、全易通（阅读、理解）

教学反思：

第2节《探究电磁感应的产生条件》

一、教材分析

探究电磁感应的产生条件是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理

中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实

验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，

是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电

流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产.生

感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。

二、学情分析

学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，已有一定的认

识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学

中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协

作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。

三、教学目标

1.知识和技能

（1）知道电磁感应现象；能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。

（2）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。

（3）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。

2.过程和方法

（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。

（2）经历实验探究，掌握实验观察、操作和分析的方法。

3.情感、态度和价值观

（1）感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。养成严谨的科学态度。

（2）赏析物理学中美的情怀。

四、教学重点和难点

教学重点：学生实验探究的过程；对产生感应电流条件的归纳总结。

教学难点：对探究式学习的操控；对实验现象的分析——磁通量的变化。

五、教学方法

1.归纳法：教师引导学生认真观察、积极思维，然后进行分析论证，归

纳总结出产生感应电流的条件

2.实验法：教师演示实验学生实验

六、教学环节和流程：

预习检查、总结疑惑一情境导入、展示目标一合作探究、精讲点拨一反思

总结、当堂检测七、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（-）情景导入、展示目标。

提出问题1.在初中，我们就初步学习和认识了电磁感应。

请问：什么叫电磁感应现象？

2.你知道电磁感应现象在生产和生活中有哪些应用？

PPT展示：我们在初中对电磁感应的认知

1.闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时产生电流的现象称为电磁感

应现象。电磁感应中产生的电流称为感应电流。

2..导,体在磁场中产生电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做

“切割磁感线”运动。

3.发电机、话筒、电话机等，都是利用电磁感应原理工作的。

4.法拉第经过10年的不懈努力，于1831年发现了电磁感应现象

（三）合作探究、精讲点拨。

探究r闭合电路的部分导体切割磁感线

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。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。

学生：观察实验，记录现象。

探究二：还有哪些情况可以产生感应电流

学生实验：

(1)学生分组进行实验探索，教师巡视。

学生可能会有下列实验操作：

1.条形磁铁插入或拔出大的螺线管

2.按实验三连接电路，电键闭合或断开电键闭合后一，改变变阻器阻值。

3.电键闭合后，小螺线管插入或拔出大螺线管

(2)各小组汇报交流；点评总结。

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

电流产生。

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。

探究三、分析归纳论证、得出结论。

学生：分组讨论，交流发言。

教师点评：通过大家的论证，我们得出结论：“磁生电”的确是一种在变

化、运动的过程中才能出现的效应。

产生感应电流条件之一：闭合的电路。

教师演示：在教师演示2把磁铁插入有一小缝铝环中，铝环不转动。

提出新的问题：产生感应电流的除了电路要闭合外，我们从以上的几个实

验中可以得到，像实验1闭全电路的一部分导体与磁体发生相对运动可以

产生电流；实验3导体与磁体不发生相对运动，也可以产生感应电流，

可见我们对产生感应电流的条件需要进一步的概括，

问：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？引导学生从磁通量变化分析：

归纳结论：

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发

生变化。

只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流。

思考：是不是只要闭合电路所在位置的磁场发生变化，闭合电路中就能产

生电磁感应现象呢？

学生讨论后再演示：

(1)让插有软铁芯的螺线管A的轴线与线圈C的平面共面，闭合电键。

(2)让插有软铁芯的螺线管A的轴线与线圈C的平面垂直，闭合电键。

现象及结论：

讨论：在电磁感应现象中有感应电流产生，大家能否从能量守恒观点出发

解释电能是如何产生的？

学生讨论后教师总结：在实验一和实验二中是外力移动磁铁和导体做了

功，消耗了机械能，转化为电能，

能的总量是守恒的。即符合能量守恒定律。发电机就是根据这个原理制造

成的。在实验三中，电能通过变化的磁场由•个螺线管转移到另•个螺线

管。变压器就是根据这个原理制造的。总之，在电磁感应现象中，能量无

论是转化还是转移，总量保持不变，是确定无疑的。

（四）反思总结，当堂检测。

本节课的重点是①学生实验探究的过程。②对产生感应电流条件的归纳总

结。难点是①教师对学生探究式学习的操控。②学生对实验现象的分析总

结——磁通量的变化。

八、板书设计

一、闭合电路的部分导体切割磁感线

二、还有哪些情况可以产生感应电流

三、磁通量的变化

四、电磁感应的产生条件

课后作业：红对勾、全易通（阅读、理解）

教学反思

第3节《楞次定律》

一、教材分析

楞次定律是“电磁感应”的规律课，它对判断感应电流的方向，以及

理解电磁感应现象中能量转化的规律有重要的意义，对右手定则的理解也

有帮助。

二、学情分析

学生对产生感应电流的条件有了清醒的认识，本节课针对感应电流的

方向做一个探究。学生实验能力、语言表达能力、团队合作能力等都能够

得到很好的锻炼。

三、教学目标

1、知识与技能：

(1)理解楞次定律的内容；能初步应用楞次定律判定感应电流方向。

(2)理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。

(3)理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。

2、过程与方法

(1)通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律。

(2)通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，掌握观察实验，分

析、归纳、总结物理规律的般方法。

3、情感态度与价值观

(1)感悟由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重

要的科学方法。

(2)养成科学的探究思想和合作精神。

四、教学重点和难点

教学重点：理解楞次定律并能利用其判断感应电流的方向：

教学难点：对楞次定律“阻碍变化”.的理解。

五、教学方法：类比法、实验法

六、教学环节和流程：

预习检查、总结疑惑f情境导入、展示目标-合作探究、精讲点拨一反思

总结、当堂检测

七、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

3.情景导入、展示目标。

运用磁铁推、拉闭合的金属圆环这个奇妙的物理现象来导入今天的楞次定

律这堂课。感应电流是个坏“孩子”。感应电流的方向与磁通量间又有什

么样的关系？本节课我们就来•起探究感应电流与磁通量的关系。即楞次

定律。

(三)合作探究、精讲点拨。

探究一：研究感应电流的方向

(1)探究目标：找这两个磁场的方向关系的规律e

(2)探究方向：从磁铁和线圈有磁力作用入手。

(3)探究手段：分组实验(螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线)

(4)探究过程

磁铁在唱手上静止磁铁在管中静止

NS

不动出不动时

插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下

原来磁场的.方向向下向下向上向上向下向上向下向上

原来磁场的磁通

增大减小增大减小不变不变不变不变

量变化

感应磁场的方向向上向下向下向上无无无无

原磁场与感应磁

相反相同相反相同————

场方向的关系

一感应电流的方向向上向下向下向上无无无无

（螺线管上）

（5）学生带着问题分组讨论：

问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁

场方向是否总是与原磁场的方向相反？

问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究

竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。

问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方

向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角

度去解释你的结论？

学生四人一组相互交流、分析、讨论，用最简洁的语言概括出本组的结

论。师巡视各组的情况，然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交

流，师生共同讨论，形成结论。

探究二、分析归纳论证、得出结论。

概括1：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

概括2：感应电流在回路中产生的磁通量总是阻碍原磁通量的变化

概括3：感应电流的效果总是阻碍引起它的那个原因

总结规律：原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场相反，有阻碍变大作用

原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场相同，有阻碍变小作用

结论：增反减同。展示多媒体课件再次看看多媒体模拟的电磁感应中感应

电流的.产生过程。

投影展示楞次定律内容及其理解：

探究三、楞次定律——感应电流的方向

（1）内容：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。

（师指出上述结论是物理学家楞次概括了各种实验结果提出的，并对楞次

的物理学贡献简单介绍)

(2)理解:

①阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同“阻碍”又称作“反抗”，注

意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化

②注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场

③学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。

根据标出的磁极方向总结规律：

感应电流的磁场总是磁体阻碍相对运动--来拒去留。

强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：

a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。

b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。

④感应电流的方向即感应电动势的方向

⑤阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程

例：上述实验中，若条形磁铁是自由落体，则磁铁下落过程中受到向上

的阻力，即机械能一电能一内能

(3)应用楞次定律步骤：

①明确原磁场的方向；

②明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；

③根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向：

④利用安培定则判定感应电流的方向。

4.楞次定律的应用

例：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，

则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？

解：⑴由安培定则A环中电流产生的磁场方向向里

⑵穿过大环的磁通量增大

⑶由楞次定律可知感应电流的磁场向外

⑷由安培定则得外环感应电流为逆时针

同理当电流减小时，外环中感应电流方向为顺时针

（5）楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线

问题1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而

使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的一电流的方向如何判断呢，

可以用楞次定律判断电流的方向吗？

问题2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的

方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

右手定则

（1）右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌

在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余

四指指向的就是导体中感应电流方向

3.适用条件：切割磁感线的情况

（3）说明:

①右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求

解

②右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情

况

③当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效

电源的正负极）

（四）反思总结，当堂检测。

八、板书设计

一.、楞次定律

1.内容：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。

2、理解:

二、楞次定律的特例一一闭合回路中部分导体切割磁感线

(1)右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌

在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余

四指指向的就是导体中感应电流方向

(2)适用条件：切割磁感线的情况

(3)说明:

课后作业：红对勾、全易通(阅读、理解)

教学反思

第4节《法拉第电磁感应定律》

一、教材分析

就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容，从知

识的发展来看，它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习

交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与

力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观

点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。

二、学情分析

此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这

节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，

同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序

渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所

要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们真正的主动起来，

从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。

三、教学目标

1.知识与技能：

(1)知道什么叫感应电动势。

(2)知道磁通量的变化率的含义，并能区别40、E=»—o

Ar

2.过程与方法：

(1)理解法拉第电磁感应定律内容和数学表达式。

(2)会用E=”些和后应rsin«解决问题。

加

3.情感、态度与价值观：

(1)养成对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想.

(2)感受法拉第探索科学的精神和品格。

四、教学重点和难点

教学重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解

教学难点：

1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。

2.理解E=nA6/At是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相

对于At时间内的平均值，而E=BLv是特殊情况下的计算公

式，计算结果一般是感应电动势相对于速度v的瞬时值。

五、教学方法：实验、类比、等效、分析交流、归纳总结

六、教学环节和流程：

预习检查、总结疑惑一情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨一

反思总结、当堂检测

七、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

(-)情景导入、展示目标。

在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？

恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？

在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一

定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

(三)合作探究、精讲点拨。

1、感应电动势

在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？

有无电动势？

(a)(b)

电路断开，肯定无电流，但有电动势。

电动势大，电流--定大吗？电流的大小山电动势和电阻共同决定。

图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。

图b中，哪部分相当于a中电源内阻？线圈自身的电.阻。

在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生

变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。

2、电磁感应定律

感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用课

件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考：

问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？

问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？

问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快

插入和慢插入有什么相同和不同？

穿过电路的中变化=产生E感=产生I感。山全电路欧姆定律知:

1=」E一，当电路的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。

R+r

磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

PPT展示：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间

内磁通量的变化量，用公式表示为笆。由此分析三个实验。

上越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决

定。精确的实验表明：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E8笆。这就是法拉第电磁感应定律。

设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相

同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为：

°△①

E=n---

&

3、导线切割磁感线时的感应电动势

导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所

示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B,ab

的长度为L,以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？

解析：设在At时间内导体棒由原来的位置运动到ab,这时线框面

积的变化量为：AS=LvAt

穿过闭合电路磁通量的变化量为：△①=BAS=BLvAtX

X

X

据法拉第电磁感应定律，得：E=—=BLvL

Ar

问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角。，感应电动势可

用上面的公式计算吗？

如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以V

斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。

解析：可以把速度V分解为两个分量：垂直于磁感线的分量Vi=vsin

0和平行于磁感线的分量V2=vcos©。后者不切割磁感线，不产生感应电

动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为

E=BLvi=BLvsin0

强调：国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米

（m）、米每秒（m/s）,。指v与B的.夹角。

4、反电.动势

引导学生讨论教材图中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个

电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈

转动还是阻碍线圈的转动？

学生讨论后发表见解。总结点评。

拓展：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这

时应采取什么措施？

学生讨论，发表见解。电动机停止转动，这时就没有了反电动势，

线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应

立即切断电源，进行检查。

（四）反思总结，当堂检测。

组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

八、板书设计

（一）、感应电动势

（二）、电磁感应定律:

1.法拉第电磁感应定律内容：2.公式：E=n——

（三）、导线切割磁感线时的感应电动势：E=BLV1=BLvsin0

（四）、反电动势

教学反思

第5节《电磁感现象的两类情况》

一、教材分析

感生电动势与动生电动势的提出，涉及到电磁感应的本质问题，但教

材对此要求不一高。教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场，即

使没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的飞跃。

二、学情分,析

学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后，本

节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念，因此要想方设法引

导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。

三、教学目标

1.知识与技能：知道感生电场：知道感生电动势和动生电动势及其区别与

联系。

过程与方法：理解感生电动势与动生电动势的概念

情感、态度与价值观目标：通过对相应物理学史的了解，养成热爱科学、

尊重知识的良好品德。

四、教学重点和难点

教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。

教学难点：冈感生电动势与动生电动势实质的理解。

五、教学方法：分组探究讨论法，讲练结合法。

六、教学环节和流程：

预习检查、总结疑惑f情境导入、展示目标f合作探究、精讲点拨一

反思总结、当堂检测

七、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景导入、展示目标。

提问：电源？什么是电动势？

电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

w

如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么W与q的比值巴，

q

w

叫做电源的电动势。用E表示电动势，贝小£=—

q

在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一

种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。

磁场变强

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。•

（三）合作探究、精讲点拨。U

1、感应电场与感生电动势

re4.5-1磁场变化时产生r感

应电访钟.选4!电力？

投影教材图，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是

什么力充当非静电力使得自山电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯

韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了

力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这

种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自山电荷的作用

力充当了非静电力。山感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。

2、洛伦兹力与动生电动势：（投影）思.考与讨论。

（1）导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则

可判断受到沿棒向上的洛伦兹.力作用，其合运动.是斜向上的。

（2）由电荷不会一直运动下去。因为C、I）两端聚集电荷越来越多，

在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不

再定向运动。

（3）c点电势高。

4.导体棒中电流是山D指向C的。

一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹

力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动牛电动势。

如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能

.量转化情况。（

导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相

反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电

能。

（四）实例探究

感生电场与感生电动势

【例1】一如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的

变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）

串场变整

A.磁场变化时，会在在空间中激发一种电场X

B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力/|\

C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力

D.以上说法都不对

洛仑兹力与动生电动势

【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电

动势，因而在电路中有电流通过，下列说法.中正确的是（）

A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关

C.动生电动势的产生与电场力有关

D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的

解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因

受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，

而在棒的A端显示出正电荷，所以A端电势比B端高.棒AB

就相当于一个电源，正极在A端。

综合应用

［例3］如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强

度为反方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根

与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为必，电阻均

为R,若要使cd静止不动，则杆应向运动，速度大小

为一一，作用于瑟杆上的外力大小为

*2mg

答案：1.AC2.AB3.向上.

B-l}

（四）反思总结，当堂检测。

八、板书设计

一、感应电场与感生电动势

磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用

力充当了非静电力。山感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。

二、洛伦兹力与动生电动势

一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹

力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。

教学反思

第6节《互感和自感》

一、教材分析

本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁

感应规律的进一步巩固与深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，

在学生熟悉的法拉第的实验中抽象出自感的概念，然后简介其应用和防

止，课堂应把重心降落在对自感的教学中。教材对自感的编写顺序是：提

出自感概念一演示实验（通电自感）一理论分析一演示实验（断电自感）

一理论分析一……

二、学情分析

学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断

回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势

的大小与什么因素有关。即已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互

感这个概念而已，也没有意识到当通过线圈变化的电流时，线圈本.身也

会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象

是学生遇到的最大挑战。

三、教学目标

(-)知识与技能

1.知道什么是互感现象和自感现象。

2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其

大小的决定因素。

3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。

4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁

场的能量转化问题。

(-)过程与方法

1.通过对两个自感实验的观察和讨论，提高观察能力和分析推理能

力。

2.通过自感现象的利弊学习，掌握客观全面认识问题的方法。

(三)情感、态度与价值观

初步形成特殊和•般的辩证唯物主义观点

四、教学重点和难点

教学重点：自感现象。

教学难点：自感现象的原因分析

五、教学手段与策略：以“验为基础，过程为主线，变式为手段，思维为

中心”的教学模式，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

七、教学过程

(-)引入新课

提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

引起回路磁通量变化的原因有哪些？

(二)进行新课

1、互感现象

在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流

变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的

知识加以分析说明。

当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场

在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电

荷定向运动，于是产生感应电动势。

当i个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，

称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。

利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互

感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。

变压器，收音机里的磁性天线。

2、自感现象

提出问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势

呢？

［实验口演示通电自感现象。

画出电路图（如图所示），4、4是规格完全一样的灯

泡。闭合电键S,调节变阻器”，使4、4亮度相同，再调节

使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S,观察到

什么现象？（实验反复儿次）

现象：跟变阻器串联的灯泡外立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡

4逐渐亮起来。

提问：为什么4比4亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以

分析说明。

电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈上的磁通量逐渐增加，L

中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍/中电流增加，

即推迟了电流达到正常值的时间。

［实验2］演示断电自感。4.

-L

画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光。然后

_I,/

断开电路，观察到什么现象？ES

现象：S断开时，4灯突然闪亮一下才熄灭。

提问：为什么/!灯不立刻熄灭？

当S断开时，/中的电流突然减弱，穿过/的磁通量逐渐减少，/中

产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。L相当于一

个电源，此时乙与力构成闭合回路，故A中还有一段持续电流。灯1闪亮

一下，说明流过4的电流比原电流大。

用多媒体课件在屏幕上打出了一/变化图，如下图所示./L——\

结论:

导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象

中产生的电动势叫自感电动势。

3.自感系数

自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然

后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。

自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算

公式。

自感电动势的大小与线圈中电流的变化率”成正比，与线圈的自感

Ar

系数/成正比。写成公式为：E^L—；L叫自感系数呢，自感系数是用

来表示线圈的自感特性的物理量。

实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带

有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。

自感系数的单位：亨利，符号H,更小的单位有毫亨(mH)、微亨

(UH)1II=1O3mH1H=106HH

4.磁场的能量

提问：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续

一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。

学生分组讨论。

师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。

以上只能是•种推断，电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。

教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的

“惯性”大小与什么有关?

当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变

化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因此可

以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯

性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可

见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。

（四）实例探究

自感现象的分析与判断

【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻力和自感线圈/的电阻值都

很小，接通S,使电路达到稳定，灯泡〃发光。则（）

A.在电路甲中，断开S,〃将逐渐变暗

B.在电路甲中，断开S,〃将先变得更亮，然后渐渐变暗

C.在电路乙中，断开S,〃将渐渐变暗

D.在电路乙中，断开S,〃将变得更亮，然后渐渐变喑

正确选项为AD

［例2］如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键

K原来是合上的，在K断开后，分析：

(1)若R＞取,灯泡的亮度怎样变化？

(2)若RVR,灯泡的亮度怎样变化？

(1)因分〉拈，即所以小灯泡在K断开后先突然变到某一

较暗状态，再逐渐变暗到最后熄火。

(2)因“〈兄，即乙小灯泡在K断开后电流从原来的心突变

到Z(方向相反)，然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先

变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄火。

(五)反思总结，当堂检测

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

八、板书设计

§4.6互感和自感

一、互感现象

当一个线圈中电流变化，在另•个线圈中产生感应电动势的现象，

称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。

二、自感现象

导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

三、自感系数

自感现象中产生的电动势叫自感电动势。公式：E=L—

A/

L叫自感系数，是用来表示线圈的自感特性的物理量。

(1)线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。

(2)带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。

自感系数的单位：亨利，符号H,更小的单位有毫亨(mH)、微亨

(uH)1H=1O3mH1H=106HH

四.磁场的能量

课后反思:

第7节《涡流电磁阻尼和电磁驱动》

一、教材分析

本节是一种特殊的电磁感应现象，在实际中有许多应用。涡流和自感

现象以及许多现象一样，都有利弊两个方面。教学中应充分应用这些实

例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。

二、学情分析

学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断

回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势

的大小与什么因素有关。即已经学会对自感现象的分析，但头脑中没有涡

流这个概念而己，也没有意识到涡流现象，线圈本身也会产生电磁感应现

象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。

三、教学目标

（一）知识与技能

1.知道涡流是如何产生的。

2.知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。

3.知道电磁阻尼和电磁驱动。

（二）过程与方法

运用和掌握电磁感应实际问题的分析利解决方法。

（三）情感、态度与价值观

感悟辩证唯物主义的世界观和方法论。

四、教学重点和难点

教学重点：涡流的概念及其应用；电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

教学难点：电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

五、教学手段与策略：通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

六、教学用具：

电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演

示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置.

（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。

七、教学过程

（-）引入新课

展示提问1：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有

什么特点？

讨论：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。

提出问题2：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省

事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。

（二）进行新课

1、涡流

［演示实验1］涡流生热实验。

在可拆变压器的•字铁下面加一块厚约2mm的铁板，铁板垂直于铁

芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁

板，比较它们的温度，报告给全班同学。

铁板的温度比铁芯高。

提问：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产

生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？

讨论：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中

就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做

涡流。

师生共同活动：分析涡流的产生过程。

课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。

2、电磁阻尼

阅读教材上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。

师生共同活动，得出电磁阻尼的概念:

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的

方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

演示2：电磁阻尼。

按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到

的电磁阻尼现象。

学生观察现象并解释现象。

演示3：如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后

释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁

铁会很快停下来。上述现象说明了什么？

学生：观察现象并作出分析。

当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在.闭合线圈中会产生感应电流，感

应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气

阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会

很快停下来。

3、电磁驱动

感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。

演示4：电磁驱动。

演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。

师生共同活动，得出电磁驱动的概念:

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力

使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

简要介绍交流感应电动机的工作过程。

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

涡流的应用

【例1】如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的

电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大

量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以

下说法正确的是（）

A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快

B.电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快

C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

解析：线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感

应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流

变化的越快，感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻

大，电流产生的热量就多，D选项也正确。答案：AD

*

【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于0点，虚线左边有匀强磁：

场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整

个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？

分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生

变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电

磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因

此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。

（五）课堂小结

（六）作业：《红对勾》、《全易通》相应作业

八、板书设计

一、涡流

当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电

流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门。

二、电磁阻尼

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的

方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼

三、电磁驱动

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力

使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

教学反思:

第五章：交变电流

第1节《交变电流》教学设计

一、教材分析

交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶

段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已

学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是

很有好处的。

为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐

渐深入的方法讲述这个问题。教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀

速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的。并强调让学生观察教

材图5.1—3所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针

变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电

流的变化情况有个大致的了解，然后让学生用右手定则独立分析线圈中电

动势和电流的方向。这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分

析能力。

关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律

引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据

闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的

表达式。

二、学情分析

学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。在此

基础上学习交变电流，对于理解还是很符合学生的认知规律的。但这是新

的概念，鉴于学生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。更是采

用多媒体教学的手段，以便更直观更立体的让学生接受。

三、教学目标

1、知识与技能

(1)知道什么是交变流电。’并理解交变电流的产生原理，知道什么是中

性面。

(2)掌握交变电流的变化规律，及表示方法。

(3)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。

(4)知道几种常见的交变电流。如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、

矩形脉冲电流。

2、过程与方法目标

(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。

(2)培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的

能力。

(3)培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。

3、情感、态度与价值观目标

结合实际情况培养学生理论联系实际的思想。

四、教学重点和难点

教学重点：

1.交变电流产生的物理过程的分析。

2.交变电流的变化规律的图象描述。

教学难点：

1.交变电流的变化规律及应用。

2.图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。

五、教学方法：演示法、分析法、讨论法、归纳法

六、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景导入、展示目标。

利用多媒体课件展示目标

展示：单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。

演示：手摇发电机模型。第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动

时，小灯泡不亮；当线框快速转动时，小灯泡一闪一闪的。

第二次发电机接上示教电流计，当线框缓慢转动（或快速摆动），电流计

指针左右摆动。

思考问题：线圈中产生的是什么样的电流？

（引导学生回答：这种电流就是我们家里电路是的电流，它的大小和

方向都随时间做周期性的变化，这样的电流叫交变电流。如果方向不随时

间变化的电流称为直流电。交流电和直流电之间可以相转换。）

注：手摇发电机的速度有所改变，一次快一次慢。

观察实验现象，思考为什么会有这样的现象产生.从而引入交变电流。

（三）合作探究、精讲点拨。

为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？

多媒体课件打出下图。

PPT展示中性面概念:

1.中性面——线框平面与磁力线垂直位置.

2.线圈处于中性面位置时•，穿过线圈。最大，但=0.

3.线圈越过中性面，线圈中九$方向要改变.线圈转一周，感应电流/

5s方向改变两次.

如果从中性面开始计时，逆时针方向匀速转动，角速度。，经时间

t,线圈转到图示位置，边与cd边的速度方向与磁场方向夹角为。3

屏幕上打出线圈水平投影图，如图所示。

1.在匀强磁场中，匀速转动线圈产生感应电动势及感应电流是按正弦

规律变化的。瞬时表达式：e=Bl\liwsinwt=BSusinwt

N匝线圈时，相当于N个完全相同的电源来个串联，斫NBSas'n3t.

其中最大值£,=/磔

线框和用电器构成回路工=4竺2sinot；最大值人=△螫

R+rR+rR+r

2.屏幕上使线圈转动,如转。片60°,150°,210°,300°时，请学生分别

计算感应电动势的大小和方向？

山于上面介绍的发电机的电动势按正弦规律变化，所以当负载为电灯

等用电器时，负载两端的电压u、和流过的电流i,也按正弦规律变化，

即：U="sin。。7-TmSino>t

这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流简称正弦式电流。

例题分析：一台发电机产生的