高二物理下学期3-2教案

2013-2013高二物理下学期教案尹家桦3-2教案第一章电磁感应第一节磁生电的探索三维教学目标1、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。

（3）知道产生感应电流的条件；（4）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

2、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。

3、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。

教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学手段：计算机、投影仪、录像片。

教学过程：一、电磁感应的探索历程1、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。

2、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。

二、科学探究――感应电流产生的条件1、磁通量（1）定义：公式：φ=BS 单位：特斯拉符号：T（2）推导：B=φ/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的单位；计算：当B与S垂直时，或当B与S不垂直时，φ的计算。

2、初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，叫做电磁感应现象。

3、实验探究实验1：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材P6图4.2-1探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系。

实验2：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出，教材P6图4.2-2探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系。

实验3：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），教材P7图4.2-3，探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系。

4、分析论证：实验1：：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；实验2：①磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；实验3：①通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由强变弱；③当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随之而变化，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变化。

5、归纳总结：在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。

其共同点是穿过线圈的磁通量发生了变化。

磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。

结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

6、课堂总结：1、产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量发生改变。

2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。

3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流。

7、例题分析例1、下图哪些回路中比会产生感应电流？例2、如图，要使电流计G发生偏转可采用的方法是（）A.K闭合或断开的瞬间B.K闭合，P上下滑动C.在A中插入铁芯D.在B中插入铁芯8、练习与作业1、关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.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2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，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时，线圈中能产生感应电流（）A.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直线运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是（）A.以ab为轴转动B.以oo/为轴转动C.以ad为轴转动（转过的角度小于600）D.以bc为轴转动（转过的角度小于600）4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是（）A.线圈从图示位置转过90︒的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B.线圈从图示位置转过90︒的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C.线圈从图示位置转过180︒的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D.线圈从图示位置转过360︒的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流（）A.水平向左运动B.竖直向下平动C.垂直纸面向外平动D.绕bc边转动1.2 感应电动势与电磁感应定律［课时安排］2课时［教学目标］：（一）知识与技能1．理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用。

2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别。

3．理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用。

4．知道公式E=BL v sinθ是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况。

会用它解答有关的问题。

（二）过程与方法通过法拉第电磁感应定律的建立，进一步揭示电与磁的关系。

（三）情感、态度与价值观培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。

［教学重点］理解感应电动势的大小与磁通变化率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及应用［教学难点］：培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。

［教学器材］：投影仪、投影片、演示电流计、线圈、磁铁、导线等。

［教学方法］：实验+启发式［教学过程］（一）引入新课（复习）：1、产生感应电流的条件是什么？（学生思考并回答）2、闭合电路中产生持续电流的条件是什么？（学生思考并回答）在电磁感应中，有感应电流说明有感应电动势存在，让我们一起来研究感应电动势的产生。

（二）进行新课Array 1．感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

实验一：将磁铁迅速插入和慢慢插入时，学生观察。

①电流计偏转的角度有何不同？反映电流大小有何不同？感应电动势大小如何？ （学生思考并回答）②将磁铁迅速插入和慢慢插入时，磁通量的变化是否相同？ （学生思考并回答）③换用强磁铁，迅速插入，电流表的指针偏转如何？说明什么 以上现象说明什么问题？ 小结：（1）磁通量变化越快，感应电动势越大，在同一电路中，感应电流越大，反之，越小。

（2）磁通量变化快慢的意义：①在磁通量变化△Φ相同时，所用的时间△t 越少，即变化越快；反之，则变化越慢。

②在变化时间△t 一样时，变化量△Φ越大，表示磁通量变化越快；反之，则变化越慢。

③磁通量变化的快慢，可用单位时间内的磁通量的变化，即磁通量的变化率来表示。

实验二：磁通量的变化率也可以用导体切割磁感线的快慢（速度）来表示。

（即速度大，单位时间内扫过的面积大）导体ab 迅速切割时，指针偏转角度大，反映感应电流大，感应电动势大；导体慢慢切割时，指针偏转角小，反映电流小，感应电动势小。

由两实验得：感应电动势的大小 ，完全由磁通量的变化率决定。

2．法拉第电磁感应定律：（1）磁通量的变化率即磁通量的变化快慢，用△Φ/△t 表示，其中△Φ=Φ2－Φ1，△t =t 2－t 1，（2）法拉第电磁感应定律的内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

（3）公式（感应电动势的大小） E=k △Φ/△t ，其中k 为比例常数 当式中各量都取国际单位制时，k 为1 若闭合线圈是一个n 匝线圈，相当于n 个电动势为△Φ/△t 的电源串联，此时E=n △Φ/△t注意：A 、电动势的单位是V ，讨论1V=1W b /s 。

B 、磁通量的变化率△Φ/△t 与Φ、△Φ无直接的决定关系。

C 、引起△Φ的变化的原因有两：△Φ=△B ·S ，△Φ=B ·△S 所以E=△Φ/△t 也有两种：即E=△B ·S/△t 、E= B ·△S/△t3．推导导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式（学生自已推导）如图，矩形线圈abcd 处于匀强磁场中，磁感应强度为B ，线框平面跟磁感线垂直，线框可动部分ab 的长度是l ，运动速度的大小是v ，速度方向跟ab 垂直，同时也跟磁场方向垂直。

这个问题中，穿过闭合回路中的磁通量发生变化是由矩形的面积变化引起的，因此我们先计算Δt 时间内的面积变化量ΔS 。

在Δt 时间内，可动部分由位置ab 运动到a 1b 1，闭合电路所包围的面积增量为图中阴影部分，而aa 1的长度正好是Δt 时间内 导体ab 运动 的距 离v Δt ，因此ΔS ＝l v ΔtΔφ＝B ΔS ＝B l v Δt所以：Blv ttBlv t E =∆∆=∆∆=φ ③ 这个公式表示，在匀强磁场中，当磁感应强度、导线、导线的运动方向三者垂直时，感应电动势等于磁感应强度B 、导线长度l 、导线运动速度v 的乘积。

式中的速度v 如果瞬时速度，则求得电动势就是瞬时电动势，如果是平均速度，则求得的E 就是平均电动势。

注意：此式适用于B 、L 、v 两两垂直时，若不是呢，此式应怎样修正？ E=BL v sin θ【例题】如图所示，L 是用绝缘导线绕制的线圈，匝数为100，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5秒内把磁铁的一极插入螺线管，这段时间里穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×10 －5Wb 。