高中物理4.1划时代的发现导学案新人教版选修3-2
41划时代的发现教案新人教选修32
第一节划时代的发现名师导航知识梳理1.奥斯特的“电生磁”：电流的磁效应显示了载流导体对__________的作用力，揭示了__________现象与__________现象之间存在的某种联系.2.著名哲学家康德提出的哲学思想是：各种自然现象之间相互__________和相互__________.3.法拉第的“磁生电”：“磁生电”是一种在__________的过程中才出现的效应，法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的__________、变化的__________，运动的__________、运动的__________、在磁场中运动的__________，他把这些现象定名为电磁感应现象，产生的电流称为__________.疑难突破怎样理解“磁生电”？剖析：既然电磁可以相互产生，所以要理解“磁生电”就要从“磁生电”的条件着手考虑.图4-1-1如图甲磁铁插入线圈时磁场由弱变强，线圈中有电流产生；图乙中磁铁抽出时，线圈中的磁场由强变弱，线圈中有电流产生.可见“磁生电”的产生条件是磁场强弱的变化而引起穿过线圈的磁通量变化.问题探究问题：磁现在在科技生活中应用极为广泛，磁带录音机就是应用磁性材料工作的.请查阅资料探究普通磁带录音机录音和放音的原理.探究：普通磁带录音机是用同一个磁头来录音和放音的，磁头结构如图4-1-2所示，在一个环形铁芯上绕着一个线圈，铁芯有个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动，录音时，磁头线圈跟微音器相连，放音时，磁头线圈改为跟扬声器相连，磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化并且留下剩磁，微音器的作用是把声音的变化转变为电流的变化，扬声器的作用是把电流的变化转化为声音的变化.图4-1-2工作原理：录音时，声音使微音器中产生随声音而变化的感应电流，电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随电流变化的磁场.磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号.放音是录音的逆过程，放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，感应电流的变化跟记录下的磁信号相同.所以线圈中产生的电流经放大电路放大后，送到扬声器还原成声音.探究结论：磁带录音是利用电磁效应原理，由电流生成磁信号；放音是利用“磁生电”效应原理，即电磁信号转变成电信号.。
4.1-4.2 划时代的发现—2020-2021 高中物理选修3-2学案
第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件素养目标定位※知道电磁感应现象的发展过程※理解探究感应电流产生条件的实验过程※※掌握感应电流的产生条件,素养思维脉络知识点1划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家__奥斯特__发现了电流的磁效应。
2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家__法拉第__发现了电磁感应现象。
3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与__变化和运动__相联系⎣⎢⎢⎡(1)变化的__电流__；(2)变化的__磁场__；(3)__运动__的恒定电流；(4)__运动__的磁铁；(5)在磁场中运动的__导体__。
4．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__。
5．发现电磁感应现象的意义(1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了__电磁学__作为一门统一学科的诞生。
(2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。
知识点2探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。
实验过程及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积__变化__时，电路中有电流产生；包围的面积__不变__时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动__无__导体棒切割磁感线运动__有__2．磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管。
实验现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场__变化__时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场__不变__时，线圈中无感应电流N极停在线圈中__无__N极从线圈中抽出有S极插入线圈__有__S极停在线圈中__无__S极从线圈中抽出有3．模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。
4.1划时代的发现学案全集(人教选修3-2)
A.Φ1>Φ2B.Φ1<Φ2
C.Φ1=Φ2D.无法确定
五、布置作业
课后反思：
参考答案
二、合作探究交流展示
例题1：C
例题2：奥斯特安培法拉第库仑
例题3：B
三、迁移运用当堂达标
BS BS
学法指导
1．学会阅读，能从教材中获得知识并用来解决问题
2．能认真观察实验并提出问题；分析论证并及时归纳总结
导学过程
自主空间
一、先学后教自学质疑
(一)、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应
阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。思考并回答以下问题：
（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？
四、复习巩固当堂小结
1、南北
2、法拉第电源电流表通电断电电流
3、C
（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。
学习内容
4.1划时代的发现
学习目标
1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史
2．领悟科学探究中中各要素在研究物理问题时的重要性
3．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
学习重点
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史
高中物理第四章4.1划时代的发现教案选修3_2
划时代的发现（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。
二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：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。
三、科学的足迹1、科学家的启迪教材P42、伟大的科学家法拉第教材四、实例探究【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2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．古时有“守株待兔”的寓言。
假设兔子质量约为2 kg，以10 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，设兔子与树的作用时间为0.1s。
下列说法正确的是（）①树对兔子的平均作用力大小为180N ②树对兔子的平均冲量为18N·s③兔子动能变化量为－99J ④兔子动量变化量为－22kg·m/sA．①②B．①③C．③④D．②④2．如图所示，一只贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，气压计的A、B管内汞面在同一水平面上。
2021-2022高二物理人教版选修3-2学案：第四章 1 划时代的发现 Word版含解析
学案1划时代的发觉探究感应电流的产生条件[目标定位] 1.知道奥斯特发觉了电流的磁效应、法拉第发觉了电磁感应现象.2.知道磁通量和磁通量变化量的含义.3.知道感应电流的产生条件．一、划时代的发觉[问题设计]哲学家康德说过，各种自然现象之间是相互联系和相互转化并且是和谐统一的．你能举出一些例子吗？这对奥斯特有什么启发？答案摩擦生热表明白机械运动向热运动的转化，而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化．深受其影响的奥斯特认为电与磁之间可能存在着某种联系，并最终发觉了电流的磁效应．[要点提炼]1．奥斯特梦圆“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发觉载流导体能使小磁针转动，这种效应称为电流的磁效应．2．法拉第心系“磁生电”1831年，英国物理学家法拉第发觉了电磁感应现象，即“磁生电”现象．产生的电流叫做感应电流．他把引起电流的缘由概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．二、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：图1(1)框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若框架绕OO′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？答案(1)BS(2)12BS(3)－BS(4)－2BS[要点提炼]1．磁通量(1)定义：闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁场的磁感应强度的乘积叫磁通量，符号为Φ.在数值上等于穿过投影面的磁感线的条数．(2)公式：Φ＝BS.其中S为回路平面在垂直磁场方向上的投影面积，也称为有效面积．所以当回路平面与磁场方向之间的夹角为θ时，磁通量Φ＝BS sin_θ，如图2所示．图2(3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb.(4)留意：①磁通量是标量，但有正、负之分．一般来说，假如磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“－”．②磁通量与平面的匝数无关(填“有关”或“无关”)．2．磁通量的变化量ΔΦ(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特殊提示计算穿过某面的磁通量变化量时，要留意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.三、感应电流的产生条件[问题设计]1．试验1：如图3所示，导体AB 做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生(填“有”或“无”)．图32．试验2：如图4所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．(填“有”或“无”)图43．试验3：如图5所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S始终闭合，当转变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关始终闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中无电流产生(填“有”或“无”)．图54．上述三个试验产生感应电流的状况不同，但其中确定有某种共同的缘由，完成下表并总结产生感应电流的条件.试验1闭合电路中磁感应强度B不变，闭合电路的面积S①变化共同缘由：⑥闭合电路中⑦磁通量发生变化试验2闭合电路中磁感应强度B②变化，闭合电路的面积S③不变试验3闭合电路中磁感应强度B④变化，闭合电路的面积S⑤不变总结试验1是通过导体相对磁场运动转变磁通量；试验2是磁体即磁场运动转变磁通量；试验3通过转变电流从而转变磁场强弱，进而转变磁通量，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”．[要点提炼]1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．在利用“切割”来争辩和推断有无感应电流时，应当留意：(1)导体是否将磁感线“割断”，假如没有“割断”就不能说切割．如图6所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．图6(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁．假如由切割不简洁推断，则要回归到磁通量是否变化上去．[延长思考]电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图7所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化状况是()图7。
高中物理 划时代的发现教案 新人教版选修3
4.1 划时代的发现新课标要求（一）知识与技能1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2．知道电磁感应、感应电流的定义。
（二）过程与方法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。
（三）情感、态度与价值观[1．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。
2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
领悟科学探究的方法和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
新课导学1、奥斯特梦圆“电生磁”阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。
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。
2．法拉第心系“磁生电”阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。
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。
本节小结认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来（四）实例探究有关物理学史的知识【例1】（2004，上海综合）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（）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___________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
高中物理4.1划时期的发觉教案新人教版选修32
高中物理划时期的发觉教案新人教版选修3-2教学目标（一）知识与技术1．明白与电流磁效应和电磁感应现象的发觉相关的物理学史。
2．明白电磁感应、感应电流的概念。
（二）进程与方式领悟科学探讨中提出问题、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。
（三）情感、态度与价值观1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发觉中的重要性。
2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的顽强意志鼓励自己。
教学重点明白与电流磁效应和电磁感应现象的发觉相关的物理学史。
领悟科学探讨的方式和艰难历程。
培育不怕失败、勇敢面对挫折的顽强意志。
教学难点领悟科学探讨的方式和艰难历程。
培育不怕失败、勇敢面对挫折的顽强意志。
教学方式教师启发、引导，学生自主阅读、试探，讨论、交流学习功效。
教学手腕运算机、投影仪、录像片教学进程一、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，引导学生试探并回答：（1）是什么信念鼓励奥斯特寻觅电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在如何的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是如何做的？（3）奥斯特发觉电流磁效应的进程是如何的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发觉有何意义？谈谈自己的感受。
学生活动：结合试探题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的观点。
二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发觉电磁感应的内容。
提出以下问题，引导学生试探并回答：（1）奥斯特发觉电流磁效应引发了如何的哲学试探？法拉第持如何的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是如何做的？（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，终于发觉了电磁感应现象，他发觉电磁感应现象的具体的进程是如何的？以后他又做了大量的实验都取得了成功，他以为成功的“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。
物理4[1]1《划时代的发现》导学案(新人教版选修3-2)
![物理4[1]1《划时代的发现》导学案(新人教版选修3-2)](https://img.taocdn.com/s3/m/6b4318fabed5b9f3f80f1c56.png)
一、划时代的发现［要点导学］［范例精析］例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。
法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。
解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
它们都与变化和运动有关。
拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应〞出来的电流，可是这种努力均无收获。
因为“磁生电〞是在变化或运动中产生的物理现象。
例2 自然界确实存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。
电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用那么是通过引力场传递的。
点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r处的引力场强度是多少呢如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。
如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗两电荷的电势能一定减少吗请简述理由。
解析可以应用点电荷电场的定义方法定义质点的引力场强度,EG =FG/m1=Gm/r2如果两电荷间距离变小，库仑力不一定做正功，因为库仑力可能是吸引力，也可能是排斥力。
如果库仑力是吸引力，两电荷间距离变小那么电势能减少；如果库仑力是排斥力，那么两电荷间距离变小电势能增大。
拓展由以上分析可见，万有引力和库仑力虽然有对称性，但是因为电荷有正负两种，而质点只有一种，所以库仑力做功的情况就要比万有引力做功复杂一些。
［能力训练］1．史料记载“1831年8月29日这一天，法拉第在接通电池的一刹那，偶然看到检流计指针动了一下，接着便回到了原位，然后就一直停住不动。
……〞法拉第因此发现了电磁感应现象，图4-1-1是这个实验的示意图。
又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验：将一块磁铁在螺线管中移动，使导线中产生感应电流。
学案：4.1 划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件
4.1 划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件学案（人教版选修3-2）1．法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．2．感应电流的产生条件：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．3．关于磁通量，下列说法中正确的是()A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度答案 C解析磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．4．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()答案CD解析利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流．B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流．C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生．【概念规律练】知识点一磁通量的理解及其计算1．如图1所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图1答案 5.5×10－3 Wb解析 线圈横截面为正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb横截面形状为圆形时，其半径r ＝4L /2π＝2L /π.截面积大小S 2＝π(2L /π)2＝425πm 2[ 穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×4/(25π) Wb ≈2.55×10－2 Wb.所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3 Wb点评 磁通量Φ＝BS 的计算有几点要注意：(1)S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B 是匀强磁场中的磁感应强度．(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n .2．如图2所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B ，线圈面积为S ，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.图2 答案 BS cos θ解析 线圈平面abcd 与磁场不垂直，不能直接用公式Φ＝BS 计算，可以用不同的分解方法进行．可以将平面abcd 向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．解法一：把面积S 投影到与磁场B 垂直的方向，即水平方向a ′b ′cd ，则S ⊥＝S cos θ，故Φ＝BS ⊥＝BS cos θ.解法二：把磁场B 分解为平行于线圈平面的分量B ∥和垂直于线圈平面的分量B ⊥，显然B ∥不穿过线圈，且B ⊥＝B cos θ，故Φ＝B ⊥S ＝BS cos θ.点评 在应用公式Φ＝BS 计算磁通量时，要特别注意B ⊥S 的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．知识点二 感应电流的产生条件3．下列情况能产生感应电流的是( )图3A ．如图甲所示，导体AB 顺着磁感线运动B ．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时[来源:学科网]C ．如图丙所示，小螺线管A 插入大螺线管B 中不动，开关S 一直接通时D ．如图丙所示，小螺线管A 插入大螺线管B 中不动，开关S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时答案 BD解析 A 中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A 错；B 中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B 正确；C 中开关S 一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A 产生的磁场稳定，螺线管B 中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C 错；D 中开关S 接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A 的磁场变化，螺线管B 中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D 正确．点评 电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流．4．如图4所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G 相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G 中有示数的是( )图4 A ．开关闭合瞬间B ．开关闭合一段时间后C ．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D ．开关断开瞬间[来源:学科网]答案 ACD解析 A 中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G 有示数．故A 正确．B 中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G 中无示数．故B 错误．C 中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故D正确．点评变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况．【方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法5．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图5所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.图5答案－BS(cos θ＋sin θ)解析磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BS s in θ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.可见，磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BS sin θ减小到零，再由零增大到负向BS cos θ.方法总结磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．6．如图6所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面．若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()图6A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定答案 B解析当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将减小，所以B正确．方法总结引起磁通量变化一般有四种情况(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS(如知识点一中的1题)(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥＝S sin θ发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(如此栏目中的5题)(4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔB·ΔS二、感应电流有无的判断方法7．如图7所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()图7A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动答案 C解析四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线圈移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流．C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确．方法总结(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化．[来源:学#科#网Z#X#X#K]8．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C.方法总结在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：①导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．例如上题中A、D选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去．。
物理41《划时代的发现》教案(新人教选修3-2)
第一节划时代的发现【教学目标】1.知识与技能〔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〔2〕通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和奉献，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鼓励自己。
【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【教学方法】讲授【教学过程】〔一〕奥斯特梦圆“电生磁〞〔二〕法拉第心系“磁生电〞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老实和正直，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，他屡次婉言谢绝说：“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，宫廷的华美，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日逝世，墓碑上照他的遗愿只刻有他的名字和出生年月。
潼阳中学高中物理 4.1 划时代的发现教学案 新人教版选修3-2(2021年整理)
江苏省沭阳县潼阳中学高中物理4.1 划时代的发现教学案新人教版选修3-2 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（江苏省沭阳县潼阳中学高中物理4.1 划时代的发现教学案新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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划时代的发现课题 4.1 划时代的发现计划课时上课日期实用课时说明教学目标知道奥斯特实验、电磁感应现象。
了解电生磁和磁生电的发现过程.知道电磁感应和感应电流的定义。
教学重难点探索电磁感应现象的历史背景；体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神(一）奥斯特梦圆“电生磁”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。
专题4.1 划时代的发现-2020届高中物理同步讲义 人教版(选修3-2)
第四章电磁感应第1节划时代的发现划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家________发现通电导线能使小磁针偏转，这种作用称为_________。
2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家________发现了“磁生电”现象，这种现象叫做____________，产生的电流叫做__________。
3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：（1）变化的________；（2）变化的________；（3）_________的恒定电流；（4）_________的磁铁；（5）在磁场中运动的_________。
奥斯特电流的磁效应法拉第电磁感应感应电流电流磁场运动运动导体电流的磁效应与电磁感应的区别与联系（1）电流的磁效应是指电流周围存在磁场，即“电生磁”，而电磁感应是指利用磁场产生电流，即“磁生电”，这是两种因果关系相反的现象，区别这两种现象的关键是看电流是条件还是结果。
（2）电流的磁效应和电磁感应现象都揭示了电和磁的内在联系。
学&科网【例题】（2018·云南省建水县民中高二月考）电磁感应现象揭示了“由磁生电”的内在规律，根据这一发现，发明了许多电器设备．以下电器中没有利用电磁感应原理的是A．电热毯B．汽车防抱死制动系统(ABS)C．电磁灶D．电吹风参考答案：AD1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是A．安培发现了电流的磁效应B．菲涅耳发现了电磁感应现象C．卡文迪许测出引力常量D．牛顿总结了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律2．（2018·福建省厦门市高二期末质量检测）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。
下列叙述符合史实的是A．库伦在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电与磁之间存在必然的联系B．法拉第在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流C．安培发现通电导线在磁场中会受到力的作用D．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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3．（2018·贵州省遵义航天高级中学高二月考）在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。
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高中物理 4.1 划时代的发现导学案新人教版选修3-2
【学习目标】
1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2．知道电磁感应、感应电流的定义。
3、知道产生感应电流的条件。
【重点难点】
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
知道产生感应电流的条件。
【学习内容】
课前自学
1、定义：的现象称为电磁感应现象。
在电磁感应现象中所产生的电流称为。
2、到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，发现了电生磁，即电流的磁效应；发现了磁生电，即电磁感应现象。
3、在电磁感应现象中产生的电动势称为，产生感应电动势的那段导体相当于；
4、产生感应电流的条件是：。
5、判断感应电流的方向利用或，但前者应用于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，后者可应用于一切情况。
核心知识探究
探究一 :电流的磁效应和电磁感应现象的区别是什么？
电流的磁效应是指电流周围产生磁场即“电生磁”，而电磁感应现象是利用磁场产生感应电流即“磁生电”，是两种因果关系相反的现象．
搞清现象的因果关系是“电生磁”还是“磁生电”，是正确区分以上两种现象的关键．
探究二: 磁通量问题探究
1.磁通量的计算方法
(1) B与S垂直
Φ＝
字母含义：，
(2) B与S不垂直
Φ＝
字母含义：，
（3）某面积内有相反方向的磁场
Φ＝
（4）N匝线圈
2.需要注意的问题
(1)如果线圈平面翻转，即转过180°，穿过线圈的磁通量不是不变，而是变化
了 .
(2)磁通量虽然有正负，但是没有方向，
是．
(3)线圈匝数虽然对磁通量没有影响，但是对产生的感应电流的大小有影响．
探究三:如图4－(1、2)－5所示，简单介绍下面几个实验装置，叙述几种装置中是通过什么方式改变了磁通量从而产
生了感应电流．
解题方法探究
一、如何产生感应电流
【例1】一个处于匀强磁场中的闭合线圈有一定的磁通量，能够使该回路产生感应电流的是( )
A．改变磁感应强度
B．改变回路平面与磁场方向的夹角
C．改变闭合线圈所围的面积
D．线圈在磁场中平移
E．改变线圈的匝数多少
F．把闭合线圈翻转
变式训练:
如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是( )
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动(小于90。
)
C．以ad边为轴转动(小于60。
)
D．以bc边为轴转动(小于60。
)
二、关于磁通量的计算
【例2】b→b→c在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？
变式训练:
单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图4-2-17所示，线圈面积为S，磁感应强度为B.当线圈绕ab边从图示位置转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
变式训练:
如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动并逐渐移动到虚线位置时，穿过线框的磁通量如何变化?
三、法拉第实验的应用
【例3】我国已经制定了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈．则下列推断中正确的是( )
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无
B．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零
四、产生感应电流的条件
【例4】如图2所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是( )
A．导线中电流变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以ab边为轴转动
【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
1.首先发现电磁感应现象的科学家是( )
A．奥斯特B．麦克斯韦
C．安培 D．法拉第
2.如图所示，矩形线框。
abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα=4/5，回路面积为s，磁感应强度B为，则通过线框的磁通量为 ( )
A．BS B.4BS/5
C.3BS/5
D.3BS/4
3．某同学在实验室重做法拉第发现电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图4－(1、2)－8所示的实验装置．当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )
A．开关的位置接错
B．电流表的正负极接错
C．线圈B的接头3、4接反
D．蓄电池的正负极接反
4.闭合回路产生感应电流的本质原因是( )
A．导体切割磁感线
B．回路所处的位置的磁感应强度的变化
C．闭合回路的磁通量发生了变化
D．回路中有干电池作为电源
5．如图3所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形导电线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行．下列情况下能产生感应电流的是( )
A．线框向左平动
B．线框与电流方向同向平动
C．线框以ab边为轴转动
D．线框以直导线为轴转动
6．如图4所示，恒定的匀强磁场中有一个有小缺口的圆形的导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向．当线圈在此磁场中做下列哪种运动(均未出磁场)时，线圈能产生感应电流( )
A．ab连在一起，线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B．线圈沿自身所在的平面做加速运动
C．线圈绕任意一条直径做匀速转动
D．ab连在一起，线圈绕任意一条直径做变速转动
7．关于电磁感应现象，下列说法正确的是( )
A．只要穿过电路中的磁通量发生变化，电路中就一定产生感应电流B．只要导体相对于磁场运动，导体内一定会产生感应电流
C．只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
8．如图5所示，两光滑的金属导轨之间存在一匀强磁场，方向垂直指向纸里．导轨的一端经导线与一灯泡A相接，另一端用导线闭合，一金属框置于导轨之上，框与灯泡B串联．当金属框按图示方向运动时( )
A．A、B两盏灯都不亮
B．A、B两盏灯都发亮
C．灯泡A发亮，B不亮
D．灯泡A不亮，B发亮
9、如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（）
A.Φ1>Φ2
B.Φ1<Φ2
C.Φ1=Φ2
D.无法确定
10、磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（）A、ΔΦ
1>ΔΦ2
B、ΔΦ1=ΔΦ2
C、ΔΦ1<ΔΦ2
D、无法确定。