高中物理新课程标准实验教科书广东版　选修3-2　教师教学用书-选修3-2 教参书

普通高中课程标准实验教科书

物理（选修3-2）

教师教学用书

◎附光盘

广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组

广东教育出版社

编写说明

本书根据《普通高中物理课程标准（实验）》的要求和《普通高中课程标准实

验教科书-物理（选修3-2）》的内容体系以及大多数学校的教学实际编写，供教

师教学参考使用。

本书编写按对应教科书的编写顺序进行，每章包括下列儿部分内容。

一、课程标准的要求把《普通高中物理课程标准（实验）》的相关内容依次

列出.

二、全章概述介绍本章编写思路、本章教材的特点与重点、难点.

三、课时安排建议给出本章教学总课时数、各节教学课时数的建议.

四、各节教材说明与教学建议这一部分按节的顺序编写，包括下列儿方面

的内容。

（-）教学目标根据《普通高中物理课程标准（实验）》的相关要求，从知

识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面对每节教学提出具体的教学

目标.

（二）本节概述对本节教材的编写思路、特点、教法和学法，作简要的说

明.

（三）教材说明与教学建议按本节教材各个主题展开，作出比较详细的说

明，包括教学安排、教学方法、实验指引、教学中可能遇到的问题与解决、有关

栏目的使用和说明。

（四）练习提示与答案给出本节练习的答案或提示.

（五）配套课件说明列出为本节教学提供的课件，以及这些课件的使用方

法.

（六）“我们的网站”简介介绍网站中提供的拓展性内容，供教师参阅。

（七）课程资源包括本节内容的拓展与延仰、参考教案或教学案例、参考

资料等。

五、本章习题解答或提示.

本书仅供教学参考，教师教学活动的安排，应结合本地实际情况，依照《普

通高中物理课程标准（实验）》的要求来进行。

《教师教学用书》全书共十二册，主编保宗悌，副主编布正明、王笑君。

本册主编姚跃涌，第一章由袁怀敏编写，第二章由陈金球编写，第三章由谢

小龙编写，统稿姚跃涌，审稿布正明。

恳切希望老师们对本书提出宝贵意见，以便今后修订。

广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编

写组

二00五年五月

目录

物理（选修3-2）教材的特点和体例()

《教师教学用书》配套光盘说明()

第一章电磁感应...............................（）

第一节电磁感应现象.................（）

第二节研究产生感应电流的条件...............（）

第三节探究感应电流的方向.................（）

第四节法拉第电磁感应定律....................（）

第五节法拉第电磁感应定律的应用（一）...............（）

第六节法拉第电磁感应定律的应用（二）...............（）

第七节自感现象及其应用.............（）

第八节涡流现象及其应用...............（）

第二章交变电流（）

第一节认识交变电流...............（）

第二节交变电流的描述...............（）

第三节表征交变电流的物理量...............（）

第四节电感器对交变电流的作用...............（）

第五节电容器对交变电流的作用...............（）

第六节变压器...............（）

第七节远距离输电...............（）

第三章传感器（）

第一节认识传感器...............（）

第二节探究传感器的原理...............（）

第三节传感器的应用...............（）

第四节用传感器制作自控装置...............（）

第五节用传感器测磁感应强度...............（）

物理（选修3-2）教材的特点和体例

一、教材编写的指导思想

本教材是物理选修系列3中的第二个模块，包括电磁感应、交变电流和传感

器等内容。模块分三章，共20节。

教材编写的基本思路是让学生在掌握电场、电路和磁场知识的基础上，进一

步学习电磁感应、交变电流和传感器的理论及其在技术上的应用，使学生在获取

物理基本知识和技能的同时，通过科学探究的学习过程，领悟物理学研究的思想

和科学思维方法，体会物理学与社会发展及人类文化的互动作用，为逐步形成科

学的世界观和价值观打下基础；在课程目标上，注重提高全体学生的科学素质，

注重培养学生的创新意识、动手能力和综合运用知识能力，为培养创造型人才打

下基础。在课程内容上，注意对物理概念、规律的阐述，注意介绍物理学在实际

中的应用；在呈现方式上，注重从学生的生活实际出发，引导学生通过自己的探

究活动来获取知识。本册教材具有如下特点：

1.注重学生学习的自主性

（1）从学生身边的事和物出发，激发学生的学习兴趣。如第一章从日光灯

的使用引入自感、从电磁灶使用引入涡流，第二章从家庭用电引入电能的输送，

第三章从人走近自动门时门就会自动打开引入传感器等。

（2）让学生通过自己的探究活动主动获取知识。如第二章探究电感器对交

变电流的阻碍作用中，课本并未介绍影响阻碍作用的因素，完全让学生通过实验

自己进行小结。

（3）给学生较多的“讨论与交流”，通过思考、分析以及同学间的讨论，养

成既勇于发表自己的见解，又善于听取别人的意见的习惯，体现合作学习的重要

性。

2.注重探究活动的多样性

教材中既有科学探究要素比较完整的探究活动，也有强调某一方面的探究活

动。如第一章中的“探究感应电流的方向”，涵盖了课程标准中关于科学要素的

7个方面，属于比较完整的探究活动，而大部分实验探究，是以强调某个要素的

探究活动为重点，渗透在观察与思考、实验与探究、讨论与交流等栏目中。有通

过实验进行的探究活动，也有通过理论进行的探究活动。如第二章“理想变压器

的电流与匝数的关系”，就是安排在讨论与交流栏目下进行的理论探究活动。此

外，既有课堂上的探究活动，也有课外的探究活动。

3.注重探究的层次性

在进行难度较大的探究活动时，采用由浅及深、逐步深入的方式，使探究具

有层次性。例如第一章对电磁感应定律的探究，首先以一个完全开放式的完整探

究，让学生经历自主、合作、探究、反思的过程，得出“磁能否生电”的结论。

在这里，重要的是让全体学生经历过程，并未特别强调学生探究的结果。但随后

的第二节到第四节，从探究感应电流产生的条件，感应电流的方向，直至影响感

应电流大小的因素，探究层次逐渐深入，由定性到定量，最终使学生正确理解电

磁感应定律，使整个探究的线索具有明显而清晰的层次感。

4.重视物理概念、物理规律阐述的严密性

课程标准指出：“选修系列3应侧重让学生比较全面地学习物理学的基本内

容，进一步了解物理学的思想方法，较为深入地认识物理学在技术中的应用以及

对经济、社会的影响。”教材重视对物理概念、规律的阐述，注意培养学生的科

学思维能力、实践能力和创新能力。

二.相应课程标准内容

第一章电磁感应

1.收集资料，了解电磁感应现象的发生过程，体会人类探索自然的科学态

度和科学精神。

2.通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产

中的应用。

3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。

4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在

生活和生产中的应用。

第二章交变电流

1.知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。

2.通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。

3.通过实验，探究变压器电压与匝数的关系。

4.了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的道理。

第三章传感器

1.知道非电学量转换成电学量的技术意义。

2.通过实验，知道常见传感器的工作原理。

3.列举传感器在生活和生产中的应用。

三、教材的体例与说明

1.教材体例

•前言一一概述教材的主要内容，介绍教材的栏目。以与学生交流的互动形

式呈现，注意贴近学生的生活实际，注意激发学生对教材的学习兴趣。

・章名一一教材的一级主题。

・节名一一教材的二级主题。

・目名一一节内各部分内容标题，为本教材三级主题。

・教材栏目

(1)“观察与思考”、“实验与探究”和“讨论与交流”三个栏目穿插于三级主题

之下，可供课堂教学使用。

(2)“实践与拓展”、“资料活页”和“我们的网站”三个栏目可供课外选用。

(3)“练习”是本节知识和技能的巩固性练习，体现知识的应用，-一般供课

外使用。

・本章小结一一包括知识结构和回顾与评价两部分。

(1)知识结构一一给出本章知识结构，供学生总结和复习本章参考。教材中

列出的知识结构框图提供的只是一•种知识结构模式，提倡学生从不同角度来整理

本章的知识。

(2)回顾与评价一一让学生回顾学习过程，对自己的学习作出评价。目的是

让学生在学习过程中对自己进行过程性评价，记录学习体会，调整学习策略,对学

习过程提出个性化的建议，以达到促进学生发展的目的。

・本章习题一一全章知识和技能的综合性练习，体现知识的综合应用。

・旁批一一教材中主要专业术语的中英文对照、研究方法及学习指引等.

2.栏目说明

•观察与思考

包括对课堂演示实验、实物模型、影像图片、课本图表的观察、分析和思

考，启发学生带着问题进行观察，对现象、过程或结果进行分析.

•实验与探究

课堂上学生动手动脑做实验,亲自经历科学探究的过程.本栏目的呈现有多

种形式和不同的层次.

•讨论与交流

课堂内学生之间及师生之间的互动性教学活动.本栏目内容呈现形式多样,

且具有不同的层次，包括•般性问题的讨论、较高层次的分析论证及理论探究.

・实践与拓展

包括学生课外动手实验，调查或搜集、分析资料等实践活动，以及有关知

识拓展性问题的思考和探究等.

・资料活页

相关知识的拓展与延伸，帮助有兴趣的学生扩展知识面.

・我们的网站

以静态和动态相结合的文字或图像形式呈现，内容包括丰富的多媒体参考

资料及在线练习系统，为要求进一步探索的学生提供学习的方便.

《教师教学用书》配套光盘说明

光盘的启动：无须安装，直接双击光盘中文件Al-START.exe即可启动。

一、资料库的组成

配套的多媒体辅助教学光盘，主要供教师在课堂教学中使用，也可用于学生

课后的复习。区别于其它同类光盘的最大特点是：它不是以封闭固定的课件形式

出现，而是采用“仓储式小基元”结构（如图1）。光盘的内容就是关于文字教

材的配套多媒体资料库，以章为单位呈现。资料库由各个小基元组成，每个小基

元相互独立，各自对应一个可以脱离这个库独立运行的执行文件（单独运行时需

要带上光盘中隐含的子目录Xtra）。库中小基元的编号就是对应的文件名，非常

方便查找。每个小基元都用一个形象化的来自课本的图形显示，只要看过教材,

大概浏览一下资料库，很容易找到想要的内容。

第三章磁场[1]

图一仓储式结构

二、小基元的特点

每个小基元的设计采用了“非线性分步骤控制”（如图2）,内容呈现是通过

画面右下角的一连串按扭分步完成的。带有文字说明的按扭相当于--级菜单，点

击后出现的无文字说明的灰白色按扭，相当于“暂停"，主要是为教师分步骤控

制用。所有的按扭都可随时点击，因而可以根据需要在讲解的顺序上作出调整,

既可反复强调某些步骤，也可简单掠过。这种设计适合于物理教学的层次性，更

有助于探究性教学中教师分析问题时对节奏的掌握，还能够最大程度上满足教师

教学个性化的要求。全部小基元都是紧扣书本教材而设计的，光盘只有与原教材

结合使用，才能发挥最大功效。

图2每个小基元采用非线性分步骤控制

三、使用建议

有些小基元步骤较多，适合于对复杂问题的分析。有些小基元步骤较简单，

只是某些实验过程的动态模拟或图片的展示。这类小基元不应用来取代真实的实

验，相反，应该在学生或教师完成真实实验之后，作为辅助教师进行分析和讲解

用。使用这类小基元的重点不在于“演示”，而在于在分步骤演示画面的同时由

教师所做的“讲解”。由于画面中基本没有过多的文字说明，为教师的讲解留下

足够的空间。为此，配合画面的讲解应由教师在备课时精心准备。可以预见，对

同一个小基元，不同教师的讲解可以是极具个性化的。

第一章电磁感应

一、课程标准的要求

1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学

态度和科学精神。

2.通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中

的应用。

3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。

4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生

活和生产中的应用。

二、全章概述

1.本章编写思路

本册教材是选修系列3的第二个模块（选修3-2）0课程标准指出，选修

系列3侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思想

和方法，较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。

本章是在学生已掌握电场、电路和磁场知识的基础上，进一步学习电磁感

应，使学生进一步认识电磁联系，在获取基础知识的同时，通过科学探究的过

程，领悟物理学研究的思想和科学思维方法，体会物理学与科技进步、社会发

展及人类文化的互动关系，为形成科学的世界观和价值观奠定基础；在课程目

标上，注重提高全体学生的科学素质，注重培养学生的创新意识、动手能力和

综合运用知识的能力，为培养创造性人才打下基础。在课程内容上，注重学生

形成概念、规律的过程，并注意对物理规律、概念的阐述及物理学在实际中的

应用；在教材呈现方式上，注重将学生的思维实际与历史思维相结合，注重通

过学生自行探究来获取知识。

根据课程标准的要求和学生的认知规律特点，本章教材从四个方面编写：

一是电磁感应现象及产生感应电流的条件；二是感应电流的方向；四是感应电

动势的大小；四是电磁感应的应用。

在电磁感应现象及产生感应电流的条件部分，将历史思维与现实思维相结

合，让学生经历不同的探究过程，对不同过程进行分析与比较，并与法拉第发

现电磁感应现象的历史过程相结合，让他们真切的体会到物质世界的多样性与

统一性。这不但能培养学生的科学思维能力、实践能力，同时也能使学生产生

浓厚的探究兴趣和求知欲望，能加深学生对新概念的理解。

在感应电流的方向中，通过一个完整的探究，经历科学探究的七个要素，

将感性认识与理性认识相结合，便于突破难点，深化规律的认识。同时从普遍

到特殊，从楞次定律推广到右手定则。

在感应电动势的大小部分中，也采用了相同的方法。先是通过实验探究，

利用控制变量法，总结出影响感应电动势大小的因素，引出法拉第电磁感应定

律，再从普遍到特殊，利用理论探究，得出导体切割磁感线的感应电动势。

电磁感应的应用将理论与实践相结合，分两节分别描述：其一是结合法拉

拉第电机，从电路角度进行阐述；其二是结合电磁流量计，从能量角度进行阐

述。

最后专门用两节阐述电磁感应现象中的两种特殊现象：自感和涡流，并描

述其在生产、生活中的体现及应用。

结合物理内容的学习向学生渗透物理学思想及物理学研究方法，是课标的

体现，也是教村编写的重要目标。编者希望通过本章的学习，学生能把历史思

维与现实思维相结合，能学以致用，学会用物理理论分析和解决生产、生活中

的实际问题，而且能了解科学的思维方法和科学研究方法，本章向学生介绍的

物理学方法有理想模型方法、变量控制法、归纳演绎法、类比法等，同时也要

学会理论探究、实验探究的方法和操作步骤。

2.本章特色

(1)从学生身边的事和物出发，激发学生的学习兴趣。如从日光灯使用引

入自感，从电磁灶引入涡流。

(2)重视让学生经历科学的探究过程，获取知识并形成能力。本章有两个

较为完整的实验探究，如探究感应电流的方向，从提出问题、猜想与假设、制

订计划与设计实验、进行实验、分析与论证、评估与交流，包含科学探究的七

个要素。又如对电磁感应现象的探究。

(3)注重探究的多样性和层次性，本章包含五个实验探究，有比较完整的

探究，有注重某个因素的探究；有完整的理论探究；还有渗透中“观察与思考”、

“讨论与交流”中的探究；有课堂探究，也有课外探究。从第一节到第四节，

探究从定性到定量、由浅及深，使整个探究线索具有明显的层次感。

(4)注重物理概念、规律阐述的严密性。课程标准指出：“选修系列3应侧

重让学生比较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思想方法，

较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。”教材知识对

物理规律、概念的阐述，注意培养学生的科学思维能力、实践能力和创新能力。

3.本章重点与难点

本章的基本定律是楞次定律和法拉第电磁感应定律。电磁感应现象、感应

电流、感应电动势、右手定则、动生电动势、自感、涡流是本章的基本知识。

感应电动势的方向和大小是本章的教学重点，也是教学难点。

三、课时安排建议

本章共8节，建议用16课时，各节课时安排如下：

第一节电磁感应现象1课时

第二节研究产生感应电流的条件1课时

第三节探究感应电流的方向2课时

第四节法拉第电磁感应定律2课时

第五节法拉第电磁感应定律的应用(一)2课时

第六节法拉第电磁感应定律的应用(二)2课时

第七节自感现象及其应用2课时

第八节涡流现象及其应用1课时

机动3课时

四、各节教材说明与教学建议

第一节电磁感应现象

(-)教学目标

1.知识与技能

(1)知道电磁之间存在联系。

(2)知道电磁感应现象；知道产生感应电流要在一定条件下进行。

(3)知道法拉第发现了电磁感应现象，知道电磁感应现象对科学技术及人类

文明发展的意义。

2.过程与方法

(1)探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。

(2)经历实验探究过程，学习科学探究的基本方法，进一步了解探索自然奥

秘的科学方法。

3.情感态度与价值观

(1)认识自然现象之间是相互联系的，树立普遍联系的观点。

(2)通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真，不怕艰苦的学习态度.

(3)通过电磁感应发现的艰苦过程，认识任何发明创新的基础是科学探索的

成果。

(-)本节概述

奥斯特实验表明电能生磁，电磁之间有联系。教材首先通过电磁联系启谛

学生思考：既然电流能在周围产生磁效应，那么磁体或电流也应能在附近导线

中感应出电流来。

教材从两个方面：学生动手探究再认识和发现电磁感应的历史过程，双管

齐下，相得益彰。

学生动手探究再认识：通过一个完整的实验探究活动，激发学生的学习兴

趣和动手欲望。让学生经历猜想、选择器材、动手实验、交流方案、动手实验、

分析表述的过程，通过自己的实践和同学的交流总结出磁能在一定条件下生电。

发现电磁感应的历史过程：介绍了电磁感应发现的历史过程，一是安培的

实验及错失良机；二是法拉第十年探索终获成功，发现了电磁感应现象。最后，

阐述了电磁感应现象和感应电流概念，并描述电磁感应现象的重大意义。

教材把现实思维同历史思维相结合，更能激发学生认识世界奥秘的强烈欲

望，提升探索自然规律的信心和勇气，也能获得探究的成就感，了解探索自然

奥秘的科学方法。

(三)教材说明与教学建议

本节教学，可以用以下三种方法引入新课：

(1)实验问题启发。即重新演示奥斯特实验，引导学生逆向思考。奥斯特

实验表明电能生磁，那么，反过来，磁能否生电呢？怎样才能使磁生电呢？

(2)表象一问题启发。即让学生回忆奥斯特实验，说明实验事实表明了什

么？再引导学生逆向思考……

(3)物理趣味史料简介。即介绍奥斯特发现电流的磁场之后，安培，科拉

顿等不少科学家沿着逆向思路,进行实验探索的趣味小史料。如“安培坐失良机”、

“科拉顿跑失良机”小故事。这些小故事虽属传说，但它们合乎人类认知的逻辑。

教材的两个方面：学生动手探究再认识和发现电磁感应的历史过程，应有主

有次，以学生动手探究为主。

探究磁是否能生电及怎样才能生电，教师在引导学生探究时，应时间充裕，

让学生按照探究步骤独立完成探究一个完整的探究过程，同时.，本实验的自由度

很大，教师可以给学生交待实验的设计思想，使学生明白实验的目的性。同时引

导学生利用控制变量法，控制实验条件变化、观察现象变化。最后要引导学生通

过实验事实，和同学之间的合作交流，归纳、概括出实验结果。

发现电磁感应的历史过程这部分为必要补充，让学生再次体验科学发现的过

程，引导把历史思维与现实思维结合，更好地体现课程的过程与方法、情感态度

价值观目标。同时能引导学生学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好

的思维习惯。

（四）练习提示与答案

1.电磁感应现象最早是由国科学家于年发现

的。

答：法；法拉第；1831。

2.静止的通电导线能在周围空间产生磁场，静止的磁体能在包围磁体的线圈

中产生电流吗？

解：静止的通电导线能在周围空间产生磁场，而静止的磁体不能在包围磁

体的线圈中产生电流。

（五）配套课件说明

（六）“我们的网站”简介

法拉第的生平

主要分为三大部分，第一部分介绍了英国科学家法拉第的生平，第二部分介

绍法拉第遍及电磁学、光学、甚至化学的重大科学成就，第三部分介绍法拉第一

生的趣闻轶事。

（七）课程资源

A.电磁感应现象发现的过程

1820年4月奥斯特实验告诉了我们通电导线周围有磁场，表明了电能生磁。

奥斯特的惊人发现震动了当时整个科学界，从此揭开了研究电磁联系的序幕。

电磁联系启谛了人们普遍思考：既然电流能在周围产生磁效应，那么磁体或

电流也应能在附近导线中感应出电流来。从1820年到1831年，当时许多著名科

学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿、瑞士的科拉顿等纷纷投

身于探索磁与电的关系之中。

安培“座”失良机

1822年，安培为验证自己的分子电流假说设计了这样一个实验，装置如下图:

A：线圈（固定在支架上，由绝缘

导线绕制）

B：铜环（用细线L悬挂在0点，

与A同轴）

强磁体放置在铜环附近。

实验现象：A通电，B偏转。

安培认为：电流通过线圈，在铜

环感应出分子电流，铜环被磁化，强

磁极对磁化后的铜环

有力的作用。

科拉顿“跑”失良机

1824年，科拉顿实验：

将线圈与检流计连成闭合电路,为避免磁

体对检流计影响，将线圈和检流计分置于

不同房间A、Bo

实验：A房间插入或拔出磁棒，跑到

B房间观察，未发现指针偏转。

B.法拉第“十年磨一剑”

奥斯特实验极大地震动了法拉第，他认为奥斯特实验“猛然打开了一个科学

领域的大门，那里过去漆黑一团，如今充满了光明”。1822年，法拉第在日记里

记下了：“由电产生磁，由磁产生电”的大胆设想，并由此开始了长达十年的艰苦

探索。

法拉第(M。Faraday,英，1791—1867)仔细分析了电流的磁效应等现象，认

为电流与磁的作用应分几个方面：那就是电流对磁、电流对电流，磁对电流等。

现在已经发现了电流产生磁的作用，电流对电流的作用，那么反过来，磁也应该

能产生电。法拉第认为既然磁铁可以使近旁的铁块感应带磁，静电荷可以使近旁

的导体感应出电荷，那么电流也应当可以在近旁的线圈中感应出电流。他本着这

种信念，在发现电磁感应现象之前六年的日记中就写下了他的光辉思想：“磁能

转化为电”。并使用了“感应”(Induction)这个词，可见他对于电磁感应的存在

是坚信不疑的。但如何从实验中去发现这种感应现象，却非易事。起初，法拉第

也简单地认为用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳定的电流，或者在一根导线

里通以强大的电流，那在邻近的导线中也会产生稳定的电流，他作了大量的试验，

但均以“毫无结果”而告终。

法拉第经过十年的试验、失败、再试验、再失败，于1831年夏又重新回到磁

产生电流这一课题上来，终于取得了突破性的进展。1931年8月29日法拉第发

现了电磁感应的第一个效应，即以一个电流产生另一个电流。关于这一实验，法

拉第的日记中作了详细记载，现摘录如下：

(1)磁产生电的若干实验，等等，等等。

(2)用软铁作材料制备一7/8英寸粗的圆铁棒，将它弯成一个外径为6英寸的

圆环。在圆环的半边，用三股纱包铜线缠绕，每股24英寸长，每绕一股后用白布

包裹隔开。使用时，既可以将三股铜线连成一股，也可分成三股单独使用。然后

检查各股铜线相互间是否绝缘。我们称铁环的这半边为A,(见图)，与这一边隔开

-一段空隙的另一边用铜线绕了两股线圈，总长为60英寸，绕向与A边线圈相同我

们称之为Bo

(3)用由10对4英寸见方的金属片组成电池供电。用--根较长的铜导线将B边

线圈的两端连接起来，铜线的一段置于离铁环3英尺远处的一个小磁针的上方，

将电池与A边线圈中的一股接通；接通时，小磁针立即产生一明显的效应。小磁

针来回摆动，最终稳定在原来的位置上。当切断A边与电池的连按时，小磁针又

出现来回摆动。

(4)若将A边上三股铜线接成一单股线圈，然后让来自电池的电流通过总的线

圈，这时小磁针产生的效应比上述情况强很多。

(5)不过，小磁针上的效应只是导线直接接通电池时可能产生的效应的一个非

常小的部分。

(6)将简单的B边线圈改装一下，作成一个扁平的线框，线框沿磁子午线平面

放在小磁针S极的西边，当有电流通过时，便显示出最好的效应。实验时，线框

与小磁针距铁环约三英尺，铁环与电池相距一英尺。

(7)当上述准备都就绪后，将电池与A边线圈的两边接通，在接通的瞬间，线

框强烈地吸引小磁针，在儿次振动之后便又回到它原来的自然位置，而处于静止

状态，接着当切断电池的连线时，小磁针被强烈地排斥，几次振动后，又回到与

前相同的位置，处于静止状态。

(8)在此，效应是明显的，但是瞬时的，然而，在切断与电池的连接时，效应

的再现说明有一个平衡位置，它必须是能明显地回到那个位置。

(9)开始接通电池时，小磁针极的方向指向线框.好象B边线圈是A边线圈的

一部分，即两者中的电流具有相同的方向；而当切断电池的连接时，由小磁针的

运动方向判断此瞬间A、B两者中的电流方向相反。

（10）用一根7/8英寸粗、4英寸长的短铁柱,用4段14英尺长的导线缠绕，

将四股导线接成一股，以代替上述扁平线框。小磁针象以前一样受到作用，然而

看起来铁芯并不有助于磁力的产生，因为现在的作用不比刚才不用铁芯的线框时

的作用来得

更大。现在的

作用与以前

一样，也是瞬

时的，可逆转

的。

这就是法拉第第一次成功地观察到电磁感应现象的生动记录。从法拉第日记

中可以看到，电磁感应（由磁产生电）的发现是他意料之中的事，使他感到意外的

是电磁感应竟是-一种短暂效应，而奥斯待发现的电流磁效应却是一•种稳定效应，

在他的思想中，电磁感应似乎也应当是一种稳定效应，所以在发现电磁感应是短

暂效应后，他在日记中就突出地记录了这一点。

法拉第在圆环实验的基础上，进一步提出了两个极有见地的问题：第一，圆

铁环能不能不要，没有它能否仍有感应效应？第二，不用A边线圈，而用磁铁相

对于B边线圈运动，B边线圈内是否仍有感应效应产生？法拉第带着这些问题在

以后的十天中又连续地做了许多实验。其中有一个是这样的：法拉第”把长为

203码（约为186米）的用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上，再在原绕组

线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组与电流计连接，另一个绕组

与100对金属板组成的电池组连接。发现当电健接通和断开的曝间，电流计指针

摆动……；电镀合上后，发现导线灼热，但电流计指针不偏转”。

9月24日，法拉第在两条磁棒的N、S极中间放上一绕有线圈的圆铁棒，线

圈与一电流计连接，他发现当圆铁棒脱离或接近两极的瞬间，电流计的指针就会

偏转。

10月17日法拉第又发现另一种形式的电磁感应现象。他用一线圈与电流计

相连接，然后将一永久磁铁迅速插入与拔出线圈.发现电流计指针也会偏转。

10月28日法拉第还进行了最早的发电机实验。他把直径为12英寸，厚为

1/5英寸的铜盘装在水平的黄铜轴上，又将两条长为6—7英寸，宽约1英寸，

厚约1/2英寸的小磁铁相对放置在铜盘边缘，见图所示，他用另一电流计的两个

接线柱上引出两个碳刷（图中未画出）。实验时让铜盘飞快旋转，同时把两个电刷

分别接触于铜盘的不同位置，以确定产生感应电流的最佳位置，经过反复试验，

他发现由盘心0到磁极所对的铜盘边缘可以产生最大的感应电流，这台实验装置

实际上是一台直流发电机——人类历史上第一台发电机。标志着人类从蒸汽时代

进入了电气时代。一百多年来，相继出现了很多现代的发电形式，有风力发电、

水力发电、火力发电、原子能发电、热发电、潮汐发电等等，发电机的构造日臻

完善，效率也越来越高，但基本原理仍与法拉第的实验一样：少不了运动着的闭

合导体，少不了磁铁。

法拉第前后一共做了类似的儿十个实验，最终认识到感应现象的暂态性，提

出只有在变化时，静止导线中电流才能在另一根静止导线中感应出电流；而导线

中的稳恒电统不可能在另一根静止导线中感应出电流的。

1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学会报告了整个实验

情况，他把可以产生感应电流的情形概括为五类：（1）变化着的电流；（2）变化着

的磁场；（3）运动的稳恒电流；（4）运动的磁铁；（5）在磁场中运动的导体。他正

确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关。法拉第把上述现

象正式定名为“电磁感应”。至此，法拉第作出了划时代的发现——电磁感应现

象。但电磁感应的规律，一直到1851年才最后建立。

远在美国的物理学家亨利（J.Henry,1797—1878）于1827年也进行了电磁

感应的实验。他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现铁芯

上仅仅三公斤的铁片居然吸起了三百公斤重的物体。亨利以此为开端，终于发现

了自感现象，他把这个实验发现总结在《螺旋状长导线内的电气自感》一文中，

因此，从时间上说亨利先于法拉第独立地发现了电磁感应现象，但他没有公开发

表这一结果，为此他十分后侮与沮丧。

1832年，俄国物理学家楞次(H,F.E.Lenz,1804—1865)受到法拉第的启

发；也开始了一系列的电磁实验，并取得了成果。1833年楞次发表了《论动电

感应引起的电流的方向》，宣布了关于电磁感应现象的基本规律，指出感应电流

的方向是使它所产生的磁场与引起感应的原磁场的变化方向相反，这就是楞次定

律。

此可见，在法拉第同时代，有不少物理学家对电磁感应现象作了多方面的研

究，也取得了不少成功，但就其规模、时间与深入的程度、取得的成果而言，都

不及法拉第，因此人们把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第是恰当的，

把电磁感应定律称为法拉第电磁感应定律的道理也在于此。

电磁感应规律的发现，对人类社会有着划时代的贡献。由于电磁感应规律的

发现，使人类得到了打开电能宝库的金钥匙，使后来发明发电机、电动机、变压

器，以及交流电的利用等等成为可能。由于电磁感应现象的发现，把机械能变为

电能，使现代社会能得到廉价的电能。今天，人类社会进入电气时代，与电感感

应的发现是分不开的。

第二节研究产生感应电流的条件

(-)教学目标

1.知识与技能

(1)知道产生感应电流的条件。

(2)通过实验进行比较和思考，概括出产生感应电流的条件。

(3)理解“不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电

路中就有电流产生."

2.过程与方法

(1)通过三个实验的探究，进一步理解电和磁之间的相互联系。

(2)通过三个实验的探究，进一步理解控制变量的实验方法。

(3)通过体验实验探究过程，进一步强化实验观察、分析、归纳及总结的方

法。

3.情感态度与价值观

(1)通过经历电磁感应再发现，体会并学习科学家们研究科学的态度，在学

习中也能树立坚韧不拔的意志和持之以恒的信心。

(2)通过体验探究过程，领略到物理规律形成的一条重要途径，即设想一

实验——规律，形成科学的思维方式和思维习惯。

(二)本节概述

本节通过三个系列探究实验，分别利用蹄形磁铁的磁场、条形磁铁的磁场、

通电螺线管的磁场，引导学生利用控制变量法，观察、分析，将学生思维逐步引

向感应电流形成的根本原因——闭合电路中的磁通量发生了变化，从而帮助学生

克服困难并理解本节的重难点。

要形成感应电流形成的根本原因是闭合电路中的磁通量变化是有相当难度

的，需要从具体到抽象，从感性到理性，步步推进，反复比较。

(三)教材说明与教学建议

对于产生感应电流，学生在第一节已有感性认识，但在这一节里，用了三个

探究实验步步深入地让学生理解电磁感应现象，特别是它的产生条件.因此，引

导学生观察好这三个实验是十分重要的.有条件的，最好在教师的带领下，学生

自己动手实验，并进行讨论总结.这样才便于得出和真正理解“不论用什么方法,

只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生”的结论.

教材中的三个实验，每一个都要求写出结论或填写表格，要启发学生手脑并

用，独立思考。同时，三个实验均完成后，要进一步思考它们的共性。教师可根

据学生的实际情况，引导或组织学生思考或讨论.

本来，电磁感应现象较严格的说法是：通过闭合回路的磁通量发生变化时，

在闭合回路中产生感应电动势的现象.为了使学生容易接受，我们把回路改成电

路，把感应电动势改成感应电流.在学生清楚了电磁感应现象和它的产生条件后,

要进一步让学生认识到，有磁通量变化而电路断开时，电路中有感应电动势，而

无感应电流，这也是电磁感应现象.电磁感应现象，更重要的是看感应电动势的

有无.

有条件时，可以由教师引导学生分析三种情况下电磁感应现象中的能量转

化，这不但从能量的观点让学生对电磁感应有明确认识，而且进一步强化了能量

守恒定律的普遍意义，还能培养学生运用所学知识，独立分析问题的能力.

（四）练习提示与答案

1.如图1-2-4,在下列情况中，正方形导线框在匀强磁场里运动，能否产生

感应电流？

（1）将线框由正方形拉成圆形乂乂乂

换用教材厂彳、V

（2）将线框匀加速垂直于纸面向外拉出

图，下同乂I乂I入

（3）将线框向左拉出磁场

乂乂乂

（4）绕线框任一边旋转

解：要在闭合电路中产生感应电流，需要穿过闭合电图1-2-4

路的磁通量发生改变。图1-2-4中，线框由正方形拉成圆

形，闭合电路的面积发生改变，从而导致磁通量变化，将产生感应电流；线框左

右运动，磁通量始终为零不变，不产生感应电流；线框垂直于纸面，无论向外或

向内运动，磁通量都不变，不产生感应电流；若线框绕任一边转动，线框中的磁

通量都将改变，要产生感应电流。故（1）（4）情况下产生感应电流。

2.长方形线框平面的左侧竖直放置一通电直导线，如图1-2-5所示，则下列

情况中是否会产生感应电流的是（）

A.当通电导线的电流突然增加

B.若通电导线的电流不变，向左略移动线框

C.若通电导线的电流不变，向上略移动线框

D.线框以导线为轴转动。

解：通电导线周围的磁场是非匀强磁场，越靠近导线，磁场

越强，并且周围的磁场与通电导线通过的电流强度有关，电流越图.2d

大，磁场越强。当通电导线的电流突然增加，周围的磁场增强，线框中的磁通量

增加，将产生感应电流；若电流不变，线框向左移动，磁感应强度增加，从而导

致线框中的磁通量增加，产生感应电流；通电导线电流不变，线框上下移动，磁

通量不变，不产生感应电流；线框以导线为轴转动，由右手螺旋定则（安培定则）,

磁场始终垂直于线框，线框中的磁通量不变，不产生感应电流。正确答案是：ABDo

3.如图1-2-6所示，线圈abed在通电直导线的磁场中，分别做如下的运动,

线圈中是否有感应电流。

A.向右平动；

B.向下平动；--------------►

C.以下边为轴转动；°II*

D.从纸面向纸外做平动；J

alIc

解：通电导线周围的磁场是非匀强磁场，越靠近导图.2-6

线，磁场越强，并且周围的磁场与通电导线通过的电流

强度有关，电流越大，磁场越强。若线圈左右平动，线圈中磁通量不变，不产生

感应电流；若线圈向下平动，线圈中的磁感应强度减小，线圈中的磁通量将减小,

产生感应电流；线圈以下边为轴转动，由右手螺旋定则（安培定则），磁场始终

垂直于纸面向内，线圈转动，磁通量将发生改变，产生感应电流，而线圈从线面

向纸外平动，线圈中的磁通量也将发生改变，产生感应电流。正确答案是：BCD。

4.如图1-2-7所示，矩形线框abed与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内,

另一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列

方法中可行的是（）

A.以cd边为轴转动

B.以中心线R'为轴转动

C.以ad边为轴转动（小于60°）

D.以be边为轴转动（小于60°）图1-2-7

解：耍在矩形线框中产生电流，需要矩形线框中的磁通量改变。以cd边为

轴转动，线框面与磁感应强度的夹角发生改变，导致磁通量改变，产生感应电流;

以中心线R'为轴转动，线框中的磁通量改变，产生感应电流；以ad边为轴转

动（小于60°）,线框在磁场中的垂直于磁场部分（或投影）面积变化，磁通量

改变，产生感应电流；以be边为轴转动（小于60°）,线框在磁场中的垂直于

磁场部分（或投影）面积实际上并不发生变化，磁通量改不变，因此不产生感应

电流。正确答案：ABCo

（五）配套课件说明

(六)我们的网站简介

磁通量的变化

简介法拉第的生平，详细地阐述“磁通量”这一物理概念，严格区分了它与

磁通量的变化量、磁通量的变化率这两个物理概念之间的不同，并提供进一步学

习的网站网址。

(七)课程资源

A.磁通量磁通量的变化磁通量的变化率

⑴磁通量

磁感强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

定义式为：<I>=BS

如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于

磁场方向上的投影面积S',即：6=BS'=BScosa=BSsinP0

(2)磁通量的变化

垂直穿过某一面积S的磁通量的变化量△6=忖-储，储，”2分别表示初位

置和末位置的磁通量。△”为正值表示磁通量增加，△6为负值表示磁通量减小。

磁通量的变化可以是由于垂直于磁场的面积S变化引起，也可以是由于磁场

的磁感强度变化引起，还可能是B和S都变化引起的，这儿种情况计算4巾时可

表示为：

①若只S改变：A4)=BAS,AS为S的变化量

②若只有B改变：△6=S・4B,AB为B的变化量

③若S,B同时改变：△小心BS-BS

(3)磁通量的变化率

磁通量的变化量跟所经历时间的比值，即笆叫做磁通量的变化率，若At

Az

极短，A2称为磁通量的瞬时变化率简称变化率。此种情况与后面的瞬时电动势

相关。

若At较长，A2称为磁通量的平均变化率，这种情况跟后面讲的平均感应

Ar

电动势相关。

巡明】①中.△中.箸的物理意义不同.

6表示导体所围面积中的磁感线条数

△6表示磁通量的变化

会是豳测眸，反的快曲0大，令

不一定大'A中大，箕也不一定大.

②•.△言的单黄的任“V”.

③关于合磁通巾；当不同方向的磁感强度B同时穿过同一面积S时，磁通

量@应是这些磁场各自磁通量的代数和。如右图所示，穿过面积S的磁通量应为:

6=BS-B2S。可理解为二种磁感强度相抵消后的磁场的磁通

息

里.O

④中争期那，O=BS.B=!,从B=g灿am蟒f单

位面积的磁通量，故B有时又可称为磁通密度。

B.电磁感应历史意义

・第二次技术革命

19世纪之前，人类对电的认识是极为有限的。1820年，丹麦物理学家奥斯

特和法国物理学家安培发现电流的磁效应。十多年后法拉第等人又发现了电磁感

应现象。在19世纪的前半叶，电磁学理论得到了巨大的发展。与此想呼应，工

程技术专家敏锐地意识到电力技术对人类生产生活的意义，纷纷投身于电力的开

发、传输和利用方面的研究，推出了一个前人从未想象过的电气时代。

电是人类面临的一种前所未闻的新型的能源。所谓电力革命指的是，新兴的

电能开始作为一种主要的能源形式支配着社会经济、生产生活。电能的突出优点

在于：第一，它是一种易于传输的工业动力；第二，它还是极为有效可靠的信息

载体，因此电力革命主要体现在动力传输与信息传输两个方面。与动力传输相关

联，出现了大型发电机、高压输电网、各种各样的电动机和照明电灯。与信息传

输相关联，出现了电报、电话和无线电通信。这些伟大的发明使人类的生活进入

了一个更光明、更美好的新时期。

在19世纪的科学技术发明史上，没什么发明可以和电机的发明相媲美了。

电机是电动机和发电机的总称。巧合的是，电动机和发电机的最初的实验模

型，都是出于同一个人——近代电磁学的伟大奠基者法拉第——之手。

1813年，法拉第40岁时，因为发现了电磁感应而载入史册。自奥斯特发现

电转化为磁的实验之后，法拉第主要致力于磁转化为电的实验。因此他未继续进

行电动机的研制，而是致力于发电机的探索。1831年8月29日，这一天是历史

上光辉的一天，法拉第经过9年的努力，终于发现了电磁感应现象，电力时代的

曙光开始照到了人间。

1821年法拉第发明了人类历史上的第

一台电动机实验雏形装置，经过美国物理

学家亨利、德国物理学家雅可比、美国发

明家佩奇、法国发明家皮克希、德国工程

师西门子的努力，特别是西门子的自馈式

发电机发明后，电机作为新的工业革命的

一支翅膀，促进第二次工业革命逐渐腾

飞。到了19世纪70年代，由于内燃机的发明，新的工业革命的另一支翅膀也开

始成长。自此之后，第二次工业革命即在电机和热机双翼的支撑下迅速起飞了。

在新的工业革命中，电机比热机更先成为工业革命的骏马。它的最初冒出的

星星火花，已经成为新的工业革命的烈焰。在动力革命方面，在19世纪60年代

兴起的电机基本上是直流电机。随着第二次工业革命的进一步发展，以及科学技

术的不断进步，到了70年代末和80年代初，交流发电机迅速发展起来。此后，

大小发电站相继建立，高压输电网相继架设，电力生产蓬勃发展，以大发明家爱

迪生为代表的很多发明家设计出了层出不穷的电器。终于，在19世纪80年代，

电机和热机一起使第二次工业革命进入了它的第一个高峰发展期。在信息传输方

面，美国人莫尔斯从亨利那里学到了基本的电报理论和技术后，有改革了字母发

报方式，发明了一套新的莫尔斯电码，1844年，他鼓动动美国国会架设了一条

由华盛顿到巴尔的摩的电报路线，从此，电报由实验阶段进入了实用阶段。1876

年，美国人贝尔发明了电话。1865年英国物理学家麦克斯韦从理论上预言了电

磁波的存在，1886年德国物理学家赫兹在实验室里证明了电磁波的存在。之后

的1894年，意大利工程师马可尼开始利用电磁波进行信息传输，实现了无线电

通信，并因此而获得1909年的诺贝尔物理学奖。从此人类社会开始进入了无线

电信息传输时代。

和第一次工业革命相比，巴本在实验室发明的蒸汽泵是1680年，而瓦特发

明双向蒸汽机是1782年，其间从实验科学的成就转化为直接的社会生产力需要

的时间为100余年;从1831年法拉第和亨利同时发现电磁感应现象算起，到1867

年西门子发明了自馈式发电机为止，其间不过花了36年的时间，电磁学的实验

成果就转化为直接的社会生产力。这说明，在19世纪的科学技术史上，理论科

学与实验科学的成果转化为社会生产力的周期同以前相比大大变短了。科学技术

在推动社会经济的发展方面的作用由此可见一斑。

第三节探究感应电流的方向

（-）教学目标

1.知识与技能

（1）知道楞次定律。

（2）理解楞次定律并能用楞次定律定律判断感应电流的方向。

（3）知道右手定则并能用右手定则判断导线切割磁感线产生的感应电流方

向。

（4）从楞次定律的因果关系，培养学生的逻辑思维能力.

2.过程与方法

（1）通过感应电流方向的研究，体会完整探究的过程及思想方法，这一思想

方法在学生的发展中具有重要的意义。

（2）通过从楞次定律到右手定则，理解从普遍到特殊的物理思想和演绎的

思维方法。

（3）通过实验探究过程，体会分析、归纳、比较的科学研究方法。

3.情感态度与价值观

（1）通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真，不怕艰苦的学习态度.

（2）从楞次定律的因果关系，培养学生的逻辑思维能力.

（3）从楞次定律的不同的表述形式，培养学生多角度认识问题的能力和高

度概括的能力.

（二）本节概述

全节有三个三级主题：“感应电流的方向”、“楞次定律”、“右手定则”。

教材先通过一个完整的实验探究，通过科学探究的七个要素，引导学生观

察、分析、比较、交流等，得出感应电流方向的结论。为突破楞次定律的难点断

定坚实的基础。

楞次定律是高中物理中的重点内容，由于此定律所牵涉的物理量和物理规律

较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及安培

定则和右手螺旋定则进行正确的判定和使用，才能得到正确的感应电流的方

向.所以这部分内容也是电磁学部分的一个难点.为了突破此难点，除指导学生

通过完整的实验探究过程外，也可以通过教学软件，用计算机进行形象化演示，

将变化过程逐步分解，通过设疑——突破疑点——理解深化，由浅入深的进行教

学。

从楞次定律定律过度到右手定则，教材是通过讨论与交流及栏目一个例题，

从普遍到特殊，从一般到个别。有利于思维的连续性，加深对难点的消化，拓宽

知识应用的范围。

（三）教材说明与教学建议

1.讲解楞次定律一定要引导学生做好随堂探究实验，要很好分析实验现象。

在分析实验现象时要突出研究对象是线圈闭合电路，要抓住穿过线圈的磁场方向

和磁通量变化，注意让学生分清原来磁场的方向、原来磁场的磁通量变化及感应

电流的磁场方向。引导学生观察并分析实验现象，得出结论。要积极引导，边实

验，边观察，边填写表格1-3-1和1-3-2,得出结论。

2.楞次定律的文字表述简明扼要，学生初学时常不能完全正确理解它的含

义。教学中要注意结合实例让学生理解定律的内容。这里重要的是理解“磁通量

的变化”和“阻碍”的含义.

要提醒学生注意区分“磁通量的变化”和“磁通量的多少”，“原来磁场的

方向”和“原来磁场磁通量的变化”各量的含义.尤其要使学生清楚定律中“阻

碍”二字的含义.有的学生误以为阻碍就是相反，以为感应电流的磁场总与原磁