【精品】高二物理 (人教大纲版)第二册 第十六章 电磁感应 一、电磁感应现象(第一课时)

第一节电磁感应现象
●本节教材分析
为了引起学习兴趣和使学生更好地理解电磁感应现象，可介绍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韧不拔的意志对学生有很大的启示和教育.他坚信电与磁有密切
的联系，把导线放在磁场中想得到电流，试验失败了，这说明利用磁场得到电流需要一定的
条件，法拉第试验了10年才找到这个条件.这样就把学生的注意力引导到下面要讲的重点内容——产生感应电流的条件上来.
导体在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中有感应电流产生的现象，学生在初中已
经学过.教材用学生在初中已学过的实验，通过分析得出：穿过闭合回路所围面积的磁通量
发生变化是产生感应电流的条件.然后，再做一系列实验，验证上述结论的正确，使学生认
识到这一条件是感应电流产生的普遍规律.教材编写的思路清晰，条理分明.使学生领略到物
理规律形成的一条途径.这样安排也有利于与初中知识的联系，使学生不感到陌生，便于接受.
在讲授产生感应电流的条件时，可采用以下两种方法：其一，教材中的几个实验，都由
教师在课堂上进行，一边演示，一边引导学生观察、讨论，最后归纳得出结论.其二，在有
条件的学校，可采用随堂实验的方式，让学生自己动手实验，并把观察研究的结果向全班报告，最后由教师归纳总结.为了使学生理解磁通量发生变化的几种原因，可以联系Φ= BS cosθ〔θ为回路面积与B的夹角〕，由此看出，只要回路面积S大小、磁感应强度B的大小、以及磁场方向与面积的夹角θ三者之一有变化，都有可能引起磁通量的变化.在引导学
生分析教材中几个演示实验的磁通量变化情况时，首先要让学生明确研究对象，搞清楚要分
析的是穿过哪个闭合电路所包围的面积的磁通量，因为有的实验装置中不止包括一个闭合电路.然后再判断它的磁通量是否发生变化，以及磁通量变化的原因.
●教学目标
一、知识目标
1.知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算.
2.知道什么是电磁感应现象.
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,闭合电路中就有感应电流.〞
4.知道电磁感应现象中能量守恒定律的运用.
二、能力目标
1.通过讲磁通量概念,培养学生空间想象能力.
2.通过演示实验,培养学生观察能力,分析、概括能力.
三、德育目标
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.激发学生为科学献身的精神.
●教学重点、难点
电磁感应现象的产生及其条件的归纳——磁通量改变.
●教学方法
演示法、归纳法.
●教学用具
灵敏电流计,蹄形磁铁,线框,条形磁铁,大小线圈各一个,电源,滑动变阻器,导线,幻灯片,投影仪.
●课时安排
1课时
●教学过程
一、引入新课
“科学技术是第一生产力.〞在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期.经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电.饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第.
1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始研究由磁生电的探索，
经过十年坚持不懈的努力，于1831年发现了由磁生电的条件和规律，开辟了人类的电气化时代.
本节课我们就来学习电磁感应现象的知识.
二、新课教学
1.磁通量
［师］用磁通量概括电磁感应规律，有必要先介绍磁通量的概念：
设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，如下图，物理上把磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量.通常用Φ表示磁通量，那么
Φ=BS
［生］如果平面跟磁场方向不垂直，如何计算磁通量呢？
［师］我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面，从以下图可以看出穿过斜面和投影面的磁感线条数相等，即磁通量相等.故
Φ=BS cosθ
［生］磁通量的单位是如何定义的？
［师］在国际单位制中，B的单位是T，S的单位是m2，Φ的单位是Wb.
1 W b=1T·m2=1 V·s
2.电磁感应现象
［师］在什么条件下才能产生电磁感应现象呢？让我们一起来做下面的演示实验.
［实验1］如以下图所示，把导体AB和灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中，是否有电流产生？穿过闭合回路的磁通量如何变化？
a.导体AB在磁场中向左移动.
［生］有电流，Φ增加.
b.导体棒AB在磁场中向右移动.
［生］有电流，Φ减少.
c.导体AB平行于磁感线向上运动.
［生］无电流，Φ不变.
d.导体AB平行于磁感线向下运动.
［生］无电流，Φ不变.
e.导体AB在磁场中不动.
［生］无电流，Φ不变.
［师］通过上面的实验，同学们有什么启示？
［生］当闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，电路中就有了电流.
［师］在实验1中，导体AB是运动的，如果反过来让磁体运动，而导体不动，会不会在电路中产生电流呢？请同学们来观察下面的实验.
［实验2］如以下图所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？
a.将条形磁铁插入螺线管.
［生］有电流，Φ增加.
b.条形磁铁插进去稳定不动.
［生］无电流，Φ不变.
c.将条形磁铁从螺线管中拔出来.
［生］有电流，Φ减少.
［师］如果导体和磁体不发生相对运动，而让穿过闭合回路的磁场发生变化，从而引起闭合回路中磁通量发生变化，会不会也在闭合回路中产生电流呢？请同学们看下面的实验.
［实验3］如以下图所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？
a.合上开关瞬间.
［生］有电流，Φ增加.
b.合上开关稳定后.
［生］无电流，Φ不变.
c.断开开关瞬间.
［生］有电流，Φ减少.
d.合上开关稳定后，改变变阻器滑片位置.
［生］有电流，Φ增加〔或减少〕
［师］通过上述的几个实验，同学们能归纳出什么结论呢？
［生］无论用什么方法，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.
［师］物理上把利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流.
3.电磁感应现象中的能量转化
［师］在电磁感应现象中能量守恒吗？
［生］能量守恒定律是一个普遍适用的定律，同样适用于电磁感应现象.
［师］既然能量守恒，那么能量是如何转化的呢？
［生1］在实验1中，外力移动导体AB时做了功，消耗了机械能，转化为电能.
［生2］在实验2中，外力移动磁铁做了功，也消耗了机械能，转化为电能.
［生3］在实验3中，也是机械能转化为电能.
［生4］不对.在实验3中，电能由螺线管A中转移到螺线管B中.
［师］第四位同学说得对.变压器就是利用这个原理制成的.在这种转化和转移中能量保持不变.
三、小结
本节课主要学习了以下几个问题：
1.为了研究电磁感应，引入了磁通量.
2.感应电流产生的两个条件：
〔1〕闭合电路.〔2〕磁通量发生变化.
3.电磁感应现象中能量保持守恒.
四、布置作业
1.阅读“法拉第关于电磁感应现象的实验〞.
2.练习一写在作业本上.
五、板书设计
⎪
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⎧
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⎩
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⎨
⎧
=
Φ⊥
守恒定律
电磁感应遵循能量转化
产生感应电流
结论
磁通量发生变化
条件
闭合电路
对象
电磁感应
在匀强磁场中
磁通量
电磁感应现象
:
:
:
)
(
BS
六、本节优化训练设计
1.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的选项是
A.位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流
B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流
C.闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流
D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流
2.如以下图，磁感应强度B垂直于线框平面S A和S B,那么通过平面S A和S B的磁通量大小关系?是什么？
3.如左以下图磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的闭合线圈abcd垂直磁场放置，现在将线圈绕对称轴转过180°，求这个过程中磁通量的变化量ΔΦ=?
4.如右上图，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电流瞬间，小环中是否存在感应电流？
5.如下图,两个同心放置的同平面金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,那么
比较通过两圆环的磁通量Φa、Φb，那么
A.Φa＞Φb
B.Φa＜Φb
C.Φa=Φb
D.不能比较
参考答案：
1.D
2.ΦA=ΦB
3.ΔΦ=2BS
4.有感应电流
5.A。