新人教版高中物理选修3-2全册教案

新人教版高中物理

选修3-2

全册教案

目录

第四章第1节划时代的发现导

第四章第2节探究电磁感应的产生条件

第四章第3节楞次定律

第四章第4节《法拉第电磁感应定律》

第四章第5节《电磁感应规律的应用》

第四章第5节《电磁感应规律的应用》

第四章第6节《互感与自感》

第四章第6节《互感与自感》

第四章第7节《涡流电磁阻尼和电磁驱动》

第四章第《涡流电磁阻尼和电磁驱动》

第五章第1节交变电流

第五章第2节描述交变电流物理量

第五章第3节《电感和电容对交变电流的影响》

第五章第4节变压器

第五章第5节《电能的输送》

第六章第1节传感器及其工作原理

第六章第2节传感器的应用（一）

第六章第3节传感器的应用（二）

第六章第4节传感器的应用实验

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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

《划时代的发现》是人教版高中物理3-4第四章第一节，本节是让学生体会科学家的

思考、研究时的迷失与最后成功，本节是过程与方法、情感、态度与价值观教育的难得素

材

二、教学目标

1.知识与技能

(1)知道奥斯特实验、电磁感应现象，

(2)了解电生磁和磁生电的发现过程，

(3)知道电磁感应和感应电流的定义。

2.过程与方法

(1)通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的；

(2)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。

(3)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)通过学习阅读培养学生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、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

(3)以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。

三、教学重点难点

重点：探索电磁感应现象的历史背景；

难点：体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神

四、学情分析

我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。本节课

学生认识到探索电磁感应现象的历史背景是关键。

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

3.学案导学：见后面的学案。

4.新授课教学基本环节：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、当堂检测一发导学案、布置预习

六、课前准备

1.学生的学习准备：预习“划时代的发现”，初步了解物理学史。分小组6台奥斯特实验

装置。

2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3.教学环境的设计和布置：分小组合作学习，分6个学习小组。

七、课时安排：1课时

八、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。

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(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？

(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，分成小组讨论，发表自己的见解。

教师教学素材：

到18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，例如：摩擦生热表明了机械运

动向热运动转化，而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化，于是，一些独具慧眼的哲

学家如康德等提出了各种自然现象之间的相互联系和转化的思想。由于受康德哲学与谢林

等自然哲学家的哲学思想的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的

联系。1803年奥斯特指出：“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所

知道的各种现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中在此思想的指导下，

1820年4月奥斯特发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日奥斯特又以

《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界

产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域——电磁学。

1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学

院院长。

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怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？

(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)从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

教师教学素材：

1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。1821年英

国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发

展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究

产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认

为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想：“磁能转化

成电”。他在这方面进行了系统的研究。起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使

另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，都失败了。经过历时十年的失败、再试验，

直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的

论文中，他把产生感应电流的情况概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒

定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出：感应电流与原电流的变化有关，而

不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”,

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产生的电流叫做感应电流。为了解释电磁感应现象，法拉第曾提出过“电张力”的概念。

后来在考虑了电磁感应的各种情况后，认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力

线”。在电磁感应现象发现二十年后，直到1851年才得出了电磁感应定律。经过大量实验

后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来。

作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现，还力求探索现象

后面隐藏着的本质；他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。1832年3月12

日他写给皇家学会一封信，信封上写有“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点

那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想，尽管还带有一

定的模糊性。为解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念，同时

对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑：“一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个

物体，不要任何一种东西的中间参与，就把作用和力从一个物体传递到另一个物体，这种

说法对我来说，尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人，决不会陷人这种谬论之中”。

他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时，他还向另一种形而上学观点一

一流体说进行挑战。1833年，他总结了前人与自己的大量研究成果，证实当时所知摩擦电、

伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的

本质，导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液，结果在1833〜1834年发现电解定律，开创了

电化学这一新的学科领域。他所创造的大量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外，也

是电的分立性的重要论据。

1837年他发现电介质对静电过程的影响，提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感

应理论。不久以后，他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上，他形成了“电和磁作

用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是，介质成了“场”的场所，场

这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说，引入场的概念，是法拉第的最富有独创

性的思想，是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间，被视作物体与电荷的容器；

而法拉第的空间，是现象的容器，它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。

他的深邃的物理思想，强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理

论比当时流行的超距作用电动力学更为合理，他正是抱着用严格的数学语言来表述法拉第

理论的决心闯入电磁学领域的。

法拉第坚信：“物质的力借以表现出的各种形式，都有一个共同的起源"，这一思想指

导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年，他曾使光沿电流方向通过电解波，试图发

现偏振面的变化，没有成功。这种思想是如此强烈，执着的追求使他终于在1845年发现强

磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年，尽管健康状况恶化，仍从事广泛的研究。他

曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因，研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋，他

的主要著作《日记》由16041则汇编而成；《电学实验研究》有3362节之多。

他生活简朴，不尚华贵，以致有人到皇家学院实验室作实验时错把他当作守门的老头。1857

年，皇家学会学术委员会一致决议聘请他担任皇家学会会长。对这一荣誉职务他再三拒绝。

他说：“我是一个普通人。如果我接受皇家学会希望加在我身上的荣誉，那么我就不能保证

自己的诚实和正直，连一年也保证不了」同样的理由，他谢绝了皇家学院的院长职务。当

英王室准备授予他爵士称号时，他多次婉言谢绝说：“法拉第出身平民，不想变成贵族”。

他的好友J.Tyndall对此作了很好的解释：“在他的眼中看去，宫廷的华丽，和布来屯

(Brighton)高原上面的雷雨比较起来，算得什么；皇家的一切器具，和落日比较起来，

又算得什么？其所以说雷雨和落日，是因为这些现象在他的心里，都可以挑起一种狂喜。

在他这种人的心胸中，那些世俗的荣华快乐，当然没有价值了"。“一方面可以得到十五万

镑的财产，一方面是完全没有报酬的学问，要在这两者之间去选择一种。他却选定了第二

种，遂穷困以终。”这就是这位铁匠的儿子、订书匠学徒的郑重选择。1867年8月25日逝

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世，墓碑上照他的遗愿只刻有他的名字和出生年月。

后世的人们，选择了法拉作为电容的国际单位，以纪念这位物理学大师。

科拉顿的“失败”

1820年，奥斯特的磁效应发表后，在科学界引起极大反响，科学家想既然“电能生磁”,

反过来“磁也能生电”。可以说，想实现“磁生电”是当时许多科学家的愿望，例如，安培、

科拉顿等人都曾为之努力过，但是都失败了。在这个问题上，最遗憾的莫过于科拉顿。

1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，

来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流

计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想，反正

产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的），

插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验。然

而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。

科拉顿失败了。科拉顿的这个失败，是一个什么样的失败呢？后人有各种各样的议论。

有人说这是一次“成功的失败”。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁

性足够强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流

计的指针确实是摆动了的。也就是说，电磁感应的实验是成功了，只不过科拉顿没有看见,

他跑得还是“太慢”，连电流计指针往回摆也没看见，有人说，这是一次“遗憾的失败”。

因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里，或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见

的地方，那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。

有人说，这是一次“真正的失败”。因为科拉顿没能转变思想，没有从“稳态”的猜想

转变到“暂态”的考虑上来，所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间

房里来。事实也正是如此，法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训，他决定不再固守

“稳态”的猜想，终于在1831年8月，观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗

憾。

例1：发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）

A.安培B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦

例2：发现电流磁效应现象的科学家是奥斯特，发现通电导线在磁场中受力规律的科学

家是安培，发现电磁感应现象的科学家是法拉第，发现电荷间相互作用力规律的的科

学家是库仑.。

例3：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

（四）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。

设计意图：引导学生认识探索电磁感应现象的历史背景并体会人类探究自然规律的科学态

度和科学精神。

（五）发导学案、布置预习。

在下一节课我们一起来学习探究电磁感应的条件。这节课后大家可以先预习这一部分，着

重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延

伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸

拓展训练。

九、板书设计

一、奥斯特梦圆“电生磁”-----电流的磁效应

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二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象

十、教学反思

学生对于课外知识很感兴趣，有些同学有一定的知识基础，也能提出一些有建设性的

问题，激发了他们学物理的兴趣。通过这节课的学习我了解到，学生对物理学的发展非常

感兴趣，所以在以后的教学中我们应该多介绍一些这样的知识，来丰富学生的知识面，扩

宽学生的视野。

在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，

也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步！

十一、学案设计（见下页）

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选修3-2第四章电磁感应

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高中物理新课程(选修3-2)第四章第二节的内容，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、教学目标

1.知识和技能

(1)知道什么是电磁感应现象。

(2)能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。

(3)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。

(4)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)通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、

概括能力。

3.情感、态度和价值观

(1)通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。

(2)介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探

索科学真理的科学精神。

(3)通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。

三、教学重点难点

重点：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：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。

四、学情分析

我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。学生对

闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，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。

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

3.学案导学：见后面的学案。

4.新授课教学基本环节：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、当堂检测一发导学案、布置预习

六、课前准备

1.学生的学习准备：导学案、学生实验器材

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2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3.教学环境的设计和布置：分小组合作学习，分6个学习小组。

七、课时安排：1课时

八、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。

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.英国科学家法拉第经过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。

探究一：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。

，C

电磁感EjSi*一）

_______CD

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

BU4破的1人.输由欧淳在・04：3用开曼＜t壹阴■控制•、辣・叩的电

学■样.针耐

威.嚷®在另一个缀圈中产生感应电煮吗？

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下面要求同学们尽可能像真正的科研人员一样进行实验探索。以6人一小组为单位参与竞

赛，看哪组速度快、方法多，5分钟为限。

（1）学生进行实验探索比赛，教师作裁判巡视。

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.按课本实验三连接电路，电键闭合或断开电键闭合后，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）各小组汇报情况，宣布获胜小组，给予表扬，并对学生的实验探索小结，强调团结协

作对提高研究效率的重要意义。

（3）给学生提供正确的实验现象答案。（参考课本上二个实验利用电磁感应实验演示和直

流电动机演示学生可能还没发现的方案并注意观察实验现象填在课本上主要是观察灵敏电

流计指针是否发生偏转和并归纳出每个实验中可以得出的结论）。

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。

教师：通过上节课的学习我们就已经知道，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出

现的效应。试以上面三个演示实验为例，对以上结论进行分析论证。

学生：分组讨论，学生代表发言。

学生甲：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，无电流产生。

学生乙：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时，线圈内磁场不变化，无电流产生。

学生丙：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。

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。

思考：以上实验中能产生感应电流的电路有什么特点？学生思考后很快能得出。

产生感应电流条件之一：闭合的电路。

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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：

实验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；实验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；实验3中，通断电的瞬间，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。

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：

在操作（1）中，螺线管A中磁场发生变化，而电流表指针不偏转，说明线圈C中没有感应

电流；在操作（2）中，螺线管A中磁场发生变化，而电流表指针偏转，说明线圈C中有感

应电流.其中，操作（1）（2）的不同点在于螺线管A通电前后穿过闭合线圈C的磁通量（或

磁感线条数）是否发生变化。

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一个螺线管转移到另一个螺线管。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。

（五）发导学案、布置预习。

在下一节课我们一起来学习楞次定律。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析科学

家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸

拓展训练。

九、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

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四、电磁感应的产生条件

十、教学反思

教学策略及创造性教学设计：这节课的关键是设计并做好演示实验，要在学生观察、

实验的基础上，提出明确的问题，让学生积极思考、讨论，并对实验现象加以归纳、概括,

培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。一般概念新授课，启发式综

合教学（实验讨论为主），体现“学生为主体，教师为主导，实验为基础”的教学思想。同

时这节课为了引起学生的学习兴趣和使学生更好地理解电磁感应应现象，介绍了法拉第发

现电磁感应现象的历史，使学生了解发现这一现象的历史背景和思路，进行科学思想的教

育。法拉第发现电磁感应现象的指导思想和坚忍不拔的意志对学生有很大的启示的和教育

意义。

在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，

也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步！

十一、学案设计（见下页）

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新人教版高中物理选修3-2教案

选修3-2第四章电磁感应

第3节《楞次定律》

一、教材分析

楞次定律是二期课改教材的拓展课中重要的一节，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、教学目标

1、知识与技能：

(1)、理解楞次定律的内容。

(2)、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。

(3)、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。

(4)、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，培养学生观察实验，分析、归纳、

总结物理规律的能力。

3、情感态度与价值观

(1)、使学生学会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)、培养学生的空间想象能力。

(3)、让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。

三、教学重点难点

重点：理解楞次定律并能利用其判断感应电流的方向

难点：对楞次定律“阻碍变化”的理解

四、学情分析

我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。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。

五、教学方法

1.类比法：将感应电流比喻成一个专门与“父母”“对着干”的“坏孩子”，不仅将抽象的

内容生动具体化，还调节了课堂气氛。

2.实验法：教师演示实验学生实验

3.学案导学：见后面的学案。

4.新授课教学基本环节：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、当堂检测一发导学案、布置预习

六、课前准备

1.学生的学习准备：导学案、学生实验器材

2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3.教学环境的设计和布置：分小组合作学习，分6个学习小组。

七、课时安排：1课时

八、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。

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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？本节课我们就来一起

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。

(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(器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线)

(4)、探究过程

甲乙丙丁

晓T作方

磁铁在管上静止磁铁在管中静止

填写忑弋^NS

不动时不动时

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

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反抗(或阻碍)原磁通量的变化

概括3：感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起它的那个原因

教师应充分肯定他们的结论，并对出现的问题进行讨论、纠正，

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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。“你来我不让你来，你走我不让你走”

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。

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-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？

答：当然可以用楞次定律来判断感应电流的方向，如果导体棒ab向右运动，则由楞次定律

可知，穿过闭合回路的磁通量增加，则感应磁场就要与原磁场方向相反，即感应磁场方向

向外，所以感应电流的方向adcba

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

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路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

答：有简单的方法，如果我们仔细研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动

的速度v的方向，就能找出一种方法——右手定则：

（三）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。

（五）发导学案、布置预习。

在下一节课我们一起来学习楞次定律。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析科学

家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸

拓展训练。

九、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——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：

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）

十、教学反思

1、在课堂教学中注重多种能力的培养：

本节内容应以实验为主，通过实验总结楞次定律。通常情况，都是由教师演示，学生

观察，得出结论。但本节课以学生为主，让学生实验，得出结论，验证结论等等，教师只

起引导和组织的作用，这样不仅能让学生对楞次定律理解深刻，而且也培养了学生实验操

作技能以及分析、归纳、概括、总结等逻辑思维能力。

2、用现代化教学手段进行教学：

虽说实物演示最直观明了地反映事物的某些现象，但通过它我们只能看到一些宏观现

象，对定律微观本质的分析（比如：磁极周围的磁感线既看不见，又摸不着）就无能为力

了，教师将现代化教学手段

引进课堂，应用生活中的有趣物理实验，生动形象地展示两磁场间"阻碍”作用，不仅突出

本节的重点，还突破了难点，使学生对定律有一个深刻理解，生动的记忆，同时又激发了

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学生的学习兴趣。

3、采用类比教学变抽象为具体：

本节课除了采用常规的启发式、实验等直观教学法等，还特别注意利用比喻的方法，

尤其对于楞次定律这一类字数少但难理解和记忆内容，教师在师生得出定律之后，将定律

概括成“增之减之，减之增之”八个字，方便了学生理解和记忆，之后又做个拟人化的比

喻，将感应电流比喻成一个专门与“父母”“对着干”的“坏孩子”，不仅将抽象的内容生

动具体化，还调节了课堂气氛。

4、注重德育渗透

这一节课讲授的楞次定律是从实验分析开始，归纳概括出初步结论后，再用实验来验

证，不仅体现物理学科是实验学科的特点，培养了学生实事求是，严谨的科学态度，还符

合辩证法中从实践中来，再回到实验中去的认识规律，达到对学生的辩证唯物主义教育。

十一、学案设计（见下页）

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选修3-2第四章第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、教学目标

1.知识目标：

(1).知道什么叫感应电动势。

(2).知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别①、A①、

Ar

2.能力目标:

(1).理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式，知道。如何推得。

(2).会用E=N丝和E=5Lvsin。解决问题。

Ar

3.情感、态度和价值观目标：

(1).从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生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).了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

三、教学重点难点

重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解

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=nA4>/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。

四、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。

五、教学方法

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1.实验、类比、等效、分析交流、归纳总结

2.学案导学：见后面的学案。

3.新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑-情境导入、展示目标-合作探究、精

讲点拨一反思总结、当堂检测一发导学案、布置预习

六、课前准备

1.学生的学习准备：结合学案内容预习课本本节内容。

2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展

学案。3.教学环境的设计和布置：分好合作学习小组，安排布置好所需实验装置。

七、课时安排：3课时

八、教学过程

（-）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。

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。下面我们就来探讨感应电动势的大小

决定因素。

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

(a)(b)

在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？

电路断开，肯定无电流，但有电动势。

电动势大，电流一定大吗？电流的大小由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

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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：

•显示电蕨铁破场拖

•显示酶磁场动

螺

•显现流方向

线

管

-1合上电键

❷实验现象分析

丙

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①变化=产生E感=产生I感.

E

由全电路欧姆定律知1=/薪，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏

转越大。

磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

教师：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，

用公式表示为兀"。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢？

△①

实验甲中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，后大，

I感大，E感大。

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实验乙中，导体棒运动越快，加越大，I感越大，E感越大。

实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时不大，I感大，

E感大。

从上面的三个实验我们可以发现，后越大，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后。这就是法拉第电磁感应定律。

（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）

设tl时刻穿过回路的磁通量为①“t2时刻穿过回路的磁通量为①2,在时间At=t2—A内磁

通量的变化量为△①=中2一①1,磁通量的变化率为2,感应电动势为E,则

E=k2

在国际单位制中，电动势单位是伏（V）,磁通量单位是韦伯（Wb）,时间单位是秒（s）,

可以证明式中比例系数k=L（同学们可以课下自己证明），则上式可写成

E=Z

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

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？

aax

解析：设在At时间内导体棒由原来的位置运动到aibi,这时|XXX；；X

AXxsx；;X

线框面积的变化量为甲xx5x!!x

△S=Lv△t|XXX

b良

穿过闭合电路磁通量的变化量为

A0>=BAS=BLvAt

据法拉第电磁感应定律，得

E==BLv

问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角e,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,导体棒产~「也

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力

v*Bvv

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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。和平行于磁感线

的分量V2=VCOS0。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］在国际单位制中，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4.3-3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？

在图4.3-3中.电源在电动机段U中产生的电流的方向

以及48.CO两个边受力的方向都已经标出.

现&的问题是.et区我留在疆场中转动.线图中就会