高中物理：1.1 磁生电的探索教案(鲁科版选修3-2)

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高中物理：1.1 磁生电的探索教案(鲁科版选修3-2)

1.1 磁生电的探索［课时安排］1课时［教学目标］：（一）知识与技能（1）掌握磁通量的定义及意义，会在具体实例中判断磁通量的变化。

（2）了解电磁感应现象。

（3）知道感应电流产生的条件（二）过程与方法（1）用实验的方法获得产生感应电流的条件。

（2）由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件（三）情感、态度与价值观体验实验操作的乐趣，提高观察、分析、归纳问题的能力。

养成探究物理规律的良好习惯，提高自身的科学素养。

［教学重点］1、判断磁通量的变化2、掌握感应电流产生的条件［教学难点］：能在具体实例中判断闭合回路中磁通量的变化［教学器材］：电流表，线圈，磁铁，导线，电源。

［教学方法］：实验演示法、讲授、讨论［教学过程］（一）引入新课1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系，受到这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题：既然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场是不是能够产生电流呢？不少科学家进行了这方面的探索，英国科学家法拉第，坚信电与磁有密切的联系．经过10年坚持不懈的努力，于1831年终于取得了重大的突破，发现了利用磁场产生电流的条件．复习磁通量（Ф）研究电磁感应现象需要引入一个物理量——磁通量．磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示．如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的．我们把B 与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．这节课我们就来学习产生感应电流的条件．（二）进行新课一．电磁感应现象下面我们用实验方法研究产生感应电流的条件实验1：导体不动；导体向上、向下运动；导体向左或向右运动．引导学生观察实验并进行概括．归纳：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生．理解“导体做切割磁感线运动”的含义：切割磁感线的运动，就是导体运动速度的方向和磁感线方向不平行．问：导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流呢？实验2：注意：条形磁铁插入、拔出时，弯曲的磁感线被切割，电路中有感应电流．引导学生观察实验并进行概括：无论是导体运动，还是磁场运动，只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动，闭合电路中就有电流产生．实验3：线圈电路接通、断开；滑动变阻器滑动片左、右滑动．在观察实验现象的基础上，引导学生分析上述现象的物理过程：因为电流所激发的磁场的磁感应强度B总是正比于电流强度I，即B∝I．电路的闭合或断开控制了电流从无到有或从有到无的变化；变阻器是通过改变电阻来改变电流的大小的，电流的变化必将引起闭合电路磁场的变化，穿过闭合电路的磁感线条数的变化——磁通量发生变化，闭合电路中产生电流．不论是导体做切割磁感线的运动，还是磁场发生变化，实质上都是引起穿过闭合电路的磁通量发生变化．综上所述，总结出：1．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．这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流．2．产生感应电流的条件．(1)电路必须闭合；(2)磁通量发生变化．引导学生分析磁通量发生变化的因素：由Ф=B·Ssinθ可知：当①磁感应强度 B发生变化；②线圈的面积S发生变化；③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化．这三种情况都可以引起磁通量发生变化．举例(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线：(2)磁场不变，闭合电路的面积变化：（3）线圈面积不变，线圈在不均匀磁场中运动；（4）线圈面积不变，磁场不断变化：结论：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。

2013鲁科版选修(3-2)第一节《磁生电的探索》word教案1

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。

磁性电的探索-鲁科版选修3-2教案

磁性电的探索-鲁科版选修3-2教案教学目标•了解磁性电的概念和基本原理•理解磁场对导体中电子的影响，掌握洛伦兹力的作用规律•了解电动势的概念，掌握电磁感应定律及其应用教学重点和难点•磁场对电流和导体中电子的影响•理解电动势及其产生原理教学准备•针对本节课要重点讲解的部分，提前准备好相应的实验器材和展示资料•关注学生学习情况，根据学生理解情况调整教学进度和讲解方法教学过程1. 磁场对电流的影响•引入问题：当导体中有电流通过时，我们为什么可以感受到磁力的影响？•展示实验：利用伏安表、磁力线的演示器材和通电导线，让学生观察电流通过导线产生的磁力线，并通过手中的实验器材感受到磁力的拉扯感。

•讲解基本原理：电流通过导体时，产生的磁场会对导体中的电子产生力的影响，即产生洛伦兹力。

洛伦兹力的作用规律是力的方向垂直于电流和磁场，力的大小与电流、磁场强度和导线长度有关。

2. 磁场对导体中电子的影响•引入问题：假设有一个均匀磁场和一个导体棒，当导体棒与磁场垂直时，会发生什么现象？•展示实验：利用磁场演示器材和导体棒，让学生观察导体棒在不同磁场强度下的运动情况。

•讲解基本原理：在磁场中运动的电子会受到洛伦兹力的作用，从而偏转运动。

当导体棒中的电子受到洛伦兹力的作用时，会使导体棒产生运动。

3. 电磁感应定律•引入问题：当导体在磁场中运动时，会通过哪些方式感生出电动势？•展示实验：利用滑动导轨、铜棒、磁铁等实验器材，进行导体在磁场中切割磁力线产生电动势的实验，通过示波器观察波形，测量电动势大小。

•讲解基本原理：导体在磁场中运动时，由于磁通量的变化，从而感生出电动势。

电磁感应定律即为导体中感生电动势与磁通量的变化率成正比。

4. 应用举例•引入问题：磁性电在生活中有什么应用？•通过课堂互动讨论，介绍几个磁性电的应用案例：–发电机：利用电磁感应定律制作电动机进行能量转化。

–传感器：利用磁场对电流的影响，制作出可探测温度、压力等物理量变化的装置。

鲁科版高中选修3-2第一章第一节磁生电的探索说课

高中物理选修3《磁生电的探索》说课稿教材分析作为选修3-2第一章第一节，本节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。

教材目标一、知识与技能了解电磁感应现象发展的曲折历程知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件二、过程与方法学会通过实验观察、记录实验结果、分析论证得出结论的科学探究方法三、情感态度与价值观通过对电磁感应现象的发现历程的学习，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神通过学习磁生电的条件，养成探究物理规律的良好习惯，提高自身的素养教学重难点重点：通过实验探究感应电流的产生条件难点：组织学生完成电磁感应现象的实验，归纳总结出产生感应电流的条件。

教学方法本节的课堂教学是在教师引导下，以学生为主体的教与学的双边活动。

教师的作用是适时地加以引导和点拨。

通过实验形象、生动的特点，激发学生的求知欲望。

在教学上采用启发诱导，实验观察，发现，分析，推理等教学方法。

学情分析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。

教学过程一、引入课题利用我们生活中的一种手压式自发电手电筒来引入课题，提出问题：这种手电筒照明时不需要电池，那么它的电是从哪来的？引导学生进行思考并带着问题学习本节新课。

设计意图：1、迅速吸引学生注意力，并设置悬念，激发学生学习兴趣。

2、以生活中的一些现象为切入点，展开对磁生电的探索二、新课教学（一）磁生电的探索历程前面的学习中，学生已经知道奥斯特发现了电流磁效应，说明电能生磁，接着提出磁能否生电的问题，从而自然地引入科学家研究磁生电的探索历程。

物理：1.1《磁生电的探索》课件(鲁科版选修3-2)

思考题：
把10M长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两端接线柱上，形成闭合回路，两个同学迅速摇动这条电线，
（1）这样可以发电吗？简述你的理由
（2）你认为两个同学沿那个方位站立时，发电的可能性比较大？试一试？
利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
一样念动咒语：“一掌咒喽，枪托咒喽，一掌枪托咒喽……『彩风霜怪铅球宝典』！大师！大师！大师！”只见Ｒ．拉基希门童的身影射出一片紫红色金辉，这时从天而降变态地出现了三飘厉声尖叫的紫宝石色光鲨，似怪影一样直奔暗紫色银辉而来……，朝着壮扭公主有着各种古怪想法的圆脑袋怪跃过来！紧跟着Ｒ．拉基希门童也横耍着咒符像谷穗般的怪影一样向壮扭公主怪跃过来壮扭公主忽然弄了一个，爬熊袋鼠滚两千一百六十度外加鲨叫原木转十三周半的招数！接着又使了一套，变体猴晕凌霄翻三百六十度外加疯转七百周的华丽招式……接着像暗紫色的双舌沙漠熊一样爆呼了一声，突然秀了一个俯卧疯耍的特技神功，身上猛然生出了七只如同水牛一样的纯红色下巴……紧接着把结实丰满、有着无穷青春热情的胸部颤了颤，只见八道跃动的犹如菊花般的浓云，突然从憨直贪玩的圆脑袋中飞出，随着一声低沉古怪的轰响，深黑色的大地开始抖动摇晃起来，一种怪怪的死人雀睡魔动味在奇特的空气中摇晃！最后耍起神盔模样的棕褐色短发一嗥，轻飘地从里面流出一道怪影，她抓住怪影潇洒地一甩，一件怪兮兮、红晶晶的咒符¤雨光牧童谣→便显露出来，只见这个这件神器儿，一边蜕变，一边发出“哧哧”的仙音。……飘然间壮扭公主发疯般地念起晕头晕脑的宇宙语，只见她饱满亮润如同红苹果样的脸中，狂傲地流出六组颤舞着¤飞轮切月斧→的光泡状的冰块，随着壮扭公主的摆动，光泡状的冰块像野猪一样在食指出色地击打出阵阵光塔……紧接着壮扭公主又连续使出四百五十五道赤虎香蕉砸，只见她圆圆的极像紫金色铜墩般的脖子中，变态地跳出五片摇舞着¤飞轮切月斧→的蝙蝠状的脚趾，随着壮扭公主的摇动，蝙蝠状的脚趾像地痞一样念动咒语：“原野咕唉嗟，肥妹咕唉嗟，原野肥妹咕唉嗟……¤雨光牧童谣→！！！！”只见壮扭公主的身影射出一片暗灰色流光，这时西北方向萧洒地出现了八道厉声尖叫的深灰色光鼠，似灵光一样直奔白象牙色妖影而去！，朝着Ｒ．拉基希门童破烂的脑袋怪跃过去！紧跟着壮扭公主也横耍着咒符像谷穗般的怪影一样向Ｒ．拉基希门童怪跃过去随着两条怪异光影的瞬间碰撞，半空顿时出现一道紫玫瑰色的闪光，地面变成了鲜红色、景物变成了灰蓝色、天空变成了紫宝石色、四周发出了病态的巨响……壮扭公主有着各种古怪想法的圆脑袋受到震颤，但精神感觉很爽！再看Ｒ．拉基希门童淡红色奶糖一般的脖子，此时正惨碎成穿山甲样的浓绿色飞丝，急速射向远方，Ｒ．拉基希门童飞喊着疾速地跳出界外，高速将淡红色奶糖一般的脖子复原，但元气

新高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教学案鲁科版选修3_2

新高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教学案鲁科版选修3_2 磁生电的探索一、电磁感应的探索历程二、感应电流的产生条件1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图111)图1111.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，法拉第历经10年发现磁生电的原因。

2．感应电流的产生条件有两个，一是电路闭合，一是磁通量发生变化，二者缺一不可。

3．磁通量变化有多种：B 不变S 变、B 变S 不变、B 与S 都变、B 与S 都不变只是二者夹角变。

图1123．模拟法拉第的实验(如图113)图1134．实验结论利用磁场产生电流的条件：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电流。

1．自主思考——判一判(1)法拉第不但发现了电流的磁效应，还发现了电磁感应现象。

(×)(2)磁通量虽然有正、负之分，但磁通量是标量。

(√)(3)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。

(√)(4)闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流。

(×)(5)闭合线圈和磁场发生相对运动，不一定能产生感应电流。

(√)2．合作探究——议一议(1)为什么许多大物理学家对“磁生电”的探索失败，而法拉第却能成功呢？提示：许多大物理学家如菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等，他们对磁生电探索失败的原因，可归纳为两条：①“磁生电”是一种在变化运动的过程中才能出现的动态效应，大多数物理学家把它看成了静态效应，静等其变，研究思路不对。

②科学实验的多次失败和挫折，使大多数物理学家知难而退、望而却步，而法拉第凭着迎难而上、对科学坚韧不拔的探索精神、献身精神，十年磨一剑，终成大器。

(2)只要磁通量变化就有感应电流产生吗？提示：不一定，要产生感应电流需具备两个条件：①闭合回路②磁通量发生变化如果电路不闭合，即使磁通量发生变化也不会产生感应电流。

2017-2019学年鲁科版选修3-2 磁生电的探索第1课时教案

1.1磁生电的探索教学目标1、知识和技能⑴知道什么是电磁感应现象；⑵能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；⑶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；2、情感、态度和价值观⑴通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，促进学生创造性思维的发展，起到“以美启真”的作用。

⑵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；⑶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；教学重点：感应电流的产生条件教学难点：正确理解感应电流的产生条件。

教学仪器：电池组，电键，导线，大磁针，矩形线圈，碲形磁铁，条形磁铁，原副线圈，演示用电流表等。

教学过程：一、教学引入：在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系。

为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时10年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。

二、教学内容1、磁通量复习：磁感应强度的概念引入：教师：我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示。

如果一个面积为的面垂直一个磁感应强度为的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。

我们把与的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

（1）定义：面积为，垂直匀强磁场放置，则与乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示。

（2）公式：（3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·m2磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。

注意强调：①只要知道匀强磁场的磁感应强度和所讨论面的面积，在面与磁场方向垂直的条件下（不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影。

）磁通量是表示穿过讨论面的磁感线条数的多少。

在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小。

如果用公式来计算磁通量，但是只适合于匀强磁场。

②磁通量是标量，但是有正负之分，磁感线穿过某一个平面，要注意是从哪一面穿入，哪一面穿出。

《磁生电的探索》教案

鲁科版高中物理选修3-2第一章电磁感应第一节磁生电的探索（教案）教师：沈雄斌福建省东山县第二中学一、教材与学情分析1、教材分析本节课是高中物理选修3-2的开篇，在电磁学的学习过程起着承上启下的作用，在电磁感应现象认知中具有极其重要的地位。

本节的主要内容可以总结为两大部分：1、磁生电的探索历程：本部分的目的在于通地过简述若干科学家在磁生电探索过程中的贡献，让学生感受科学发现过程的态度与精神，并从中得到启发。

2、探究感应电流产生的条件：实验探究是学生发现和验证物理规律，理解物理知识极为重要的途径，本部分教材上安排三个实验要求老师引导学生进行自主探究，要充分体现学生的合作意识和交流能力。

2、学情分析（1）学生已经清楚电能够生磁，并能判断通电导线周围的磁场分布；了解什么是磁通量；（2）知道电路中要有电流，电路必须是闭合回路；（3）在初中，学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。

（4）能较熟练的使用互联网搜索引擎，有通过互联网查找相关知识的经验。

二、教学目标与重难点分析（一）三维教学目标1、知识与技能（1）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）知道电磁感应、感应电流的定义。

（3）通过实验与探究知道产生感应电流的条件；2、过程与方法：（1）利用互联网搜索，收集科学家在磁生电探索中的成与败，感悟科学发现的过程，并与同学分亨交流；（2）通过科学探究，认识科学发现的一般过程（提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结）；并能通过交流得到感应电流的产生条件。

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）学会通过实验探究、分析现象、团结协作、讨论交流的途径来解决问题。

（二）重点与难点重点：感应电流产生的条件；难点：总结出感应电流产生的条件。

三、教学设计以新课程理论为指导思想，以充分发挥学生在教学过程中的主体地位为依托，尊重学生的认知规律，发挥老师的引导作用，以互联网为教学辅助工具，科学实验探究为认知手段，互动交流讨论为学习方式来设计本节课的教学过程。

高中物理鲁科版选修3-2第1章电磁感应第1节磁性电的探索教学课件 (共15张PPT)

三、电磁感应的应用
小测试 B
1、下图中能产生感应电流的是( )
1.1 磁生电的探索
一、电磁感应的探索历程
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2024-2025学年高中物理第一章电磁感应第1节磁性电的探索教案3鲁科版选修3-2

4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与电磁感应相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
5.课堂展示与点评（15分钟）
目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电磁感应的认识和理解。
3.电磁感应案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解电磁感应的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的电磁感应案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解电磁感应的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用电磁感应解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论电磁感应的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
课堂
一、课堂评价
1.提问：通过提问，了解学生对电磁感应基本概念、原理和应用的理解程度。对回答正确的学生给予肯定和鼓励，对回答错误的学生及时进行纠正和讲解，帮助他们理解正确。
2.观察：观察学生在课堂上的表现，包括学生的参与度、思考问题和解决问题的能力。对积极参与课堂讨论、提出有深度问题或提出创新性观点的学生给予表扬和鼓励。
2.难点：电磁感应现象的本质和产生电流的规律。
解决办法：运用多媒体动画和实验装置，直观地展示电磁感应现象的内在机制，引导学生通过实验观察和数据分析，发现产生电流的规律，从而突破难点。
3.重点：电磁感应定律的表达式及应用。
解决办法：通过讲解和示例，让学生理解电磁感应定律的含义，并通过练习题让学生巩固所学知识，引导学生运用电磁感应定律解决实际问题。
4.难点：电磁感应现象的定量分析。

2018版高中物理第1章电磁感应1.1磁生电的探索学案鲁科版选修3_2

第1讲磁生电的探索[目标定位] 1.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.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．一、电磁感应的探索历程1．电生磁：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．磁生电：1821年，法拉第开始了磁生电的研究.1831年，他终于悟出了磁生电的基本原理，进一步揭示了电和磁的内在联系．二、科学探究——感应电流产生的条件 1．导体棒在磁场中运动如图1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．实验操作及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)实验探究结论导体棒静止无导体AB 切割磁感线，改变了回路在磁场中的面积，通过闭合回路的磁通量发生变化，产生了感应电流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如图2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．实验操作及现象如下：3.如图3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．实验操作及现象如下：想一想 1.思考以上几个产生感应电流的实例：(1)将实验3和实验2比较，实验3中的螺线管A 的作用是什么？(2)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？答案 (1)等效磁铁；(2)磁通量以及磁通量的变化．想一想 2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？答案由Φ＝BS 可知，磁通量的变化有三种情况：①磁感应强度B 不变，有效面积S 变化；②磁感应强度B 变化，有效面积S 不变；③磁感应强度B 和有效面积S 同时发生变化． 4．实验结论：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产生． 5．因磁通量的变化产生电流的现象叫电磁感应，所产生的电流叫做感应电流.一、磁通量的理解及变化分析 1．磁通量的计算(1)B 与S 垂直时：Φ＝BS ，S 为线圈的有效面积．如图4(a)所示．(2)B 与S 不垂直时：Φ＝BS ⊥＝B ⊥S ，S ⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积．B ⊥为B 在垂直于S 方向上的分量．如图(b)、(c)所示．(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和，如图(d)所示．图42．磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和． 3.4.面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．例1 如图5所示，虚线框内有匀强磁场，a ，b 为垂直磁场放置的两个圆环，分别用Φa 和Φb 表示穿过两个圆环的磁通量，则下列表述正确的是( )图5A ．Φa >ΦbB ．Φa ＝ΦbC ．Φa <ΦbD ．无法确定解析本题利用公式Φ＝BS 进行计算，在计算时注意S 为垂直磁场方向所围磁场的有效面积，不一定是线圈的面积，同时注意磁通量与线圈的匝数无关．由于磁场在圆环a 、b 中的面积相等，所以穿过两个圆环的磁通量是相等的，则Φa ＝Φb ，B 正确．故选B. 答案 B例2 如图6所示，有一个垂直纸面向里的有界匀强磁场，B 1＝0.8 T ，磁场的边界为圆形，圆心为O ，半径为1 cm.现于纸面内先后放上三个圆线圈，圆心均在O 处，A 线圈半径为1 cm,10 匝；B 线圈半径为2 cm ，1 匝；C 线圈半径为0.5 cm,1 匝．求：图6(1)在B 1减至0.4 T 的过程中，A 和B 中磁通量各改变了多少． (2)在磁场转过30°角的过程中，C 中磁通量改变了多少．解析本题主要考查磁通量改变量的求解，可由ΔΦ＝Φ2－Φ1来求．注意Φ＝BS中的S为对磁通量有贡献的有效面积．(1)对A线圈：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2.磁通量改变量ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.对B线圈：ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.(2)对C线圈：Φ1′＝B1πr2，在磁场转过30°角的过程中，Φ2′＝B1πr2·cos 30°.磁通量改变量ΔΦC＝|Φ2′－Φ1′|＝B1πr2(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb≈8.4×10－6Wb.针对训练1 如图7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水平移动，逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？图7答案线框的水平移动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始至bc边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第二阶段，从bc边抵达直导线处开始至ad边到达直导线为止，由于向外的磁感线逐渐减少，向里的磁感线逐渐增多，所以穿过线框的总磁通量先减少(当ab、dc两边中点连线与直导线重合时，磁通量为零)后增大．第三阶段，从ad边离开直导线向右运动开始至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．解析直线电流I产生的磁场的磁感线的形状是以导线上的点为圆心的在竖直平面内的一组组同心圆，在电流I的右边磁感线的方向垂直水平面向里，在电流I的左边磁感线的方向垂直水平面向外．磁感线的疏密分布是越靠近导线磁感线越密，离导线越远磁感线越稀疏．二、产生感应电流的判断1．产生条件(1)电路闭合．(2)磁通量发生变化．如果回路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就好比直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在．2．注意事项(1)注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某面的磁感线的“净”条数．(2)磁通量是指穿过某面的合磁通量．例3下图中能产生感应电流的是( )答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．针对训练2 在一长直导线中通以如图8所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直，长直导线通过环的中心)，当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是( )图8A．保持电流不变，使导线环上下移动B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动答案 C解析产生感应电流的条件是磁通量发生改变，题图所示位置环中没有磁通量，A、B、D没有使磁通量发生改变，所以都错．只有C在转动中使得环中磁通量发生改变，选C.对磁通量及其变化的理解1．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是( )A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的答案 C解析穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C项正确，D项错误．2．恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，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，穿过线圈的磁通量发生了变化( )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运动C．线圈绕任一直径做匀速转动D．线圈绕任一直径做变速转动答案CD产生感应电流的条件3．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是( )答案 A解析在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变，不发生变化，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确．4．如图9，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是( )图9A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针偏转答案AD解析S2闭合时，构成闭合回路，再闭合或断开S1的瞬间，通过A的电流变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针偏转，故A、D正确；若S1保持闭合状态，则通过A的电流不变，通过线圈B的磁通量不变，无论S2闭合或打开，都不会有感应电流产生，B、C错误.。

2019_2020学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索学案鲁科版选修3_2

第1节磁生电的探索1.了解电磁感应的探索历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神．2.知道电磁感应的定义，理解感应电流产生的条件．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．一、电磁感应的探索历程事件意义电生磁1820年，丹麦奥斯特发现电流的磁效应拉开了研究电与磁相互关系的序幕磁生电菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等致力于磁生电的研究科学探索是曲折的，真理追求是执着的1831年，英国法拉第发现了电磁感应现象揭示了电和磁的内在联系，引领人类进入电气时代(1)奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系．( )(2)法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系．( )(3)奥斯特发现了电流的磁效应，进一步研究了电磁感应现象．( )提示：(1)√(2)√(3)×二、科学探究——感应电流产生的条件1．实验探究探究1：导体棒在磁场中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论导体棒AB与磁场相对静止无导体棒AB切割磁感线，通过导体棒AB 平行于磁感线运动(与导轨不分离)无闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生导体棒AB 做切割磁感线运动(与导轨不分离)有探究2：磁铁在螺线管中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论将磁铁插入螺线管时有将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生磁铁静止在螺线管中时无将磁铁拔出螺线管时有探究3：螺线管A 放在螺线管B 内(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论闭合开关的瞬间有导体和磁场间并没有发生相对运动，当螺线管A 中的电流发生变化时，螺线管B 所处的磁场发生变化，从而引起穿过螺线管B 的磁通量发生变化，螺线管B 所在的闭合回路中有感应电流产生闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻变大有闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻不变无闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻变小有断开开关的瞬间有2．实验结论：通过对以上三个实验的探究得出：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产生．瑞士科学家科拉顿将一块磁铁在螺线管中移动的过程中，有感应电流产生吗？他跑到隔壁房间观察时为什么始终没有看到电流计指针的偏转？提示：有．感应电流是在磁通量变化过程中产生的，他跑到隔壁房间时，电磁感应现象已经完成，电流计指针已经摆动过了．磁通量及其变化量的分析[学生用书P2]磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数穿过某个面的磁通量的差值大小计算Φ＝B·S，S为与B垂直的面积，不垂直时，取S在与B垂直方向上的投影ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1或ΔΦ＝B·ΔS(B不变)或ΔΦ＝S·ΔB(S不变) 说明(1)磁通量Φ是标量，但有正、负，其正、负由“面”决定，若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿进，则穿过该面的磁通量为净磁感线的条数(2)磁通量的大小及磁通量的变化量均与匝数无关命题视角1 磁通量的计算如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线框abcd垂直于磁场放置，边长分别为L1和L2，则穿过线框的磁通量为________，若将线框以ab边为轴转动90°，此时穿过线框的磁通量为________．[解析] 根据磁通量的公式得Φ＝BS＝BL1L2；线框以ab边为轴转动90°后，没有磁感线穿过线圈，磁通量为零．[答案] BL1L20命题视角2 磁通量变化量的理解磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量．如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框abcd共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定ΔΦ1和ΔΦ2的大小关系[解题探究] 两种情况下线框在位置2的磁通量相同吗？[解析] 第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量差的绝对值；第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧面穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和，故ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．[答案] C命题视角3 磁通量及其变化量的综合应用如图所示的线框abcd面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针转90°到虚线位置时，试求：(1)初末位置穿过线框的磁通量大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.[解题探究] (1)初末位置磁场是否从同一面穿过？(2)初末位置垂直于B方向的投影面积是多大？[解析] (1)法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S′⊥＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cos θ.法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S的方向进行分解，得B上＝B sin θ，B左＝B cos θ所以Φ1＝B上S＝BS sin θ.Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.所以，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．[答案] (1)BS sin θ－BS cos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)(1)应用公式Φ＝B·S计算磁通量时，要注意各符号的物理意义及公式的适用条件．(2)计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如例2中原磁通量Φ1为正，当平面转过180°后，磁通量Φ2为负，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ1＋Φ2.【通关练习】1.如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法正确的是( )A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb解析：选B.当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，根据磁感线是闭合曲线的特点，可知向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此根据合磁通量的计算方法，应该是Φa>Φb>Φc，选项B正确．2.如图所示，一个100匝的线圈，其横截面积是边长为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？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.Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb.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 π2＝425πm 2. 穿过线圈的磁通量： Φ2＝BS 2＝0.50×425πWb ≈2.55×10－2 Wb. 所以，磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3Wb.答案：5.5×10－3 Wb感应电流是否产生的判断[学生用书P3]1．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．判断穿过闭合电路的磁通量是否发生变化：穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动．(2)线圈与磁体之间发生相对运动，或者磁场是由通电螺线管产生，而螺线管中的电流发生变化．(3)磁感应强度B 和线圈面积S 同时发生变化．(4)磁感应强度B 和线圈之间夹角发生变化，如线圈在磁场中转动等．命题视角1 感应电流产生的条件关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是( )A ．任一闭合回路在磁场中运动，闭合回路中就一定会有感应电流B ．任一闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路中一定会有感应电流C ．穿过任一闭合回路的磁通量为零的瞬间，闭合回路中一定不会产生感应电流D ．无论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化，闭合回路中一定会有感应电流[解析] 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化就一定会产生感应电流，而磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数，选项D正确；闭合回路在磁场中运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项A错误；闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项B错误；磁通量为零的瞬间不能说明闭合回路中的磁通量没有发生变化，选项C错误．[答案] D命题视角2 对感应电流有无的判断下图中能产生感应电流的是( )[解析] 根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．[答案] B命题视角3 感应电流产生条件的应用如图所示，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中没有示数的是( )A．开关闭合瞬间B．开关闭合稳定后C．开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端D．开关断开瞬间[解题探究] (1)线圈Ⅰ中磁场方向怎样判断？(2)开关闭合(断开)瞬间、来回移动滑动变阻器滑动端，线圈Ⅱ中的磁通量怎样变化？[解析] 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，电流的磁场也从无到有，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，A错；开关闭合稳定后，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无示数，B对；开关闭合稳定后，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有示数，C错；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，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数，D错．[答案] B在闭合回路中是否产生感应电流，取决于穿过回路的磁通量是否发生变化，而不是取决于回路有无磁通量．如例5中D项和例6中B项．(多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是( )A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间解析：选ACD.通电螺线管相当于电磁铁，当开关接通瞬间，螺线管产生了磁场，穿过闭合线圈A的磁通量从无到有，发生了变化，所以产生感应电流，A项对；开关断开瞬间，A中磁通量从有到无，发生了变化，有感应电流产生，D项对；开关S接通后，电流稳定时，A中有磁通量，但磁通量没有变化，所以不会有感应电流产生，B项错误；当滑动变阻器触头滑动时，电流改变，通电螺线管的磁场改变，A中磁通量也随之改变，有感应电流产生，C项对．[随堂检测] [学生用书P4]1．1820年奥斯特发现了电流的磁效应，震动了整个科学界，它证实电现象与磁现象是有联系的，从而在科学界引起了对称性的思考：既然电流能够引起小磁针的运动，那么为什么不能用磁铁使导线中产生电流呢？在众多科学家中，法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应规律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”真正联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是( ) A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动的导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析：选A.法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关，选项BCD 中所叙述的思想都被实验证实，选项A中推论不成立．2．下列关于磁通量的说法中正确的有( )A．磁通量不仅有大小还有方向，所以磁通量是矢量B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量较在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处的大解析：选C.磁通量是标量，选项A错误．根据Φ＝BS，磁通量由磁感应强度B和磁感线垂直穿过的面积S决定，S大，Φ不一定大，选项B错误．Φ大，B不一定大，选项C 正确、选项D错误．3．如图所示为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况不能引起电流计指针转动的是( )A．闭合开关瞬间B．断开开关瞬间C．闭合开关后拔出铁芯瞬间D．闭合开关稳定后保持变阻器的滑片位置不变解析：选D.选项A、B、C都能使线圈B中磁通量发生变化，都能产生感应电流而引起电流计指针转动；选项D不能使线圈B中的磁通量发生改变，不能产生感应电流，所以不能引起电流计指针转动．4.如图所示，a、b、c三个环水平套在竖直条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处且与端面共面，b、c两环位于条形磁铁中部，三个环的圆心在磁铁的轴线上，则关于穿过三个环的磁通量大小，下列说法正确的是( )A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大解析：选C.条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：①在外部，两端密，中间疏；②磁铁内、外磁感线条数相等．穿过a、b、c三个环向上的磁通量相同，而向下的磁通量不同，故选项C正确，A、B错误；而穿过a、c两环的磁通量大小关系不确定，选项D错误．5．(多选)如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v2，则以下说法正确的是( )A．当v1＝v2，且方向相同时，可以产生感应电流B．当v1＝v2，且方向相反时，可以产生感应电流C．当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流D．当v2＝0时，v1的方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，可以产生感应电流解析：选BCD.当v1＝v2，且方向相同时，二者无相对运动，AB不切割磁感线，回路中磁通量不变，回路中无感应电流，选项A错误；当v1＝v2，且方向相反时，则AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变化，有感应电流产生，选项B正确；当v1≠v2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，选项C正确；当v2＝0，v1的方向与磁感线的夹角θ<90°时，v1有垂直切割磁感线方向的分量，即AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，选项D正确．[课时作业] [学生用书P69(单独成册)]一、单项选择题1．许多科学家在物理学发展中作出了重要的贡献，首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )A．麦克斯韦和法拉第B．法拉第和密立根C．奥斯特和法拉第D．奥斯特和安培解析：选C.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转，首次发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第首次发现了电磁感应现象，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项ABD错误．2．如图所示实验装置中可用于研究电磁感应现象的是( )解析：选B.选项A是用来探究影响安培力大小因素的实验；选项B是研究电磁感应现象的实验，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流；选项C 是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验；选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场．3.如图所示，ab是水平面上一个圆形闭合线圈的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，ef中的电流I产生的磁场穿过圆形闭合线圈的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变解析：选C.由安培定则可知通电直导线ef产生了磁场，由磁场的对称性可知，对于圆形闭合线圈平面的同一侧来说，穿进圆形闭合线圈的磁感线的条数与穿出圆形闭合线圈的磁感线条数是相等的，即穿过圆形线圈的磁通量始终为零，选项C正确．4．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中所示各种情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )A．都会产生感应电流B．都不会产生感应电流C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流解析：选D.甲、丙会产生感应电流，因为导线切割了磁感线；乙、丁不会产生感应电流，因为导线在磁场中穿行，没有切割磁感线．5.一磁感应强度为B的无界匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )A．0 B．2BSC．2BS cos θD．2BS sin θ解析：选C.开始穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS cos θ，后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BS cos θ，则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ.6.如图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( )A．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转动解析：选C.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三种情况线框运动后，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 中线框转动后，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．7.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v向右匀速地通过磁场区域，若d>l，则导线框中不产生感应电流的时间应等于( )A ．d vB ．l vC ．d －l vD ．d －2l v解析：选C.当导线框刚刚完全进入磁场时至导线框刚刚出磁场时，穿过导线框的磁通量不发生变化，导线框中不会产生感应电流，对应的位移为(d －l )，所以时间为t ＝d －l v，选项C 正确．8.如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P ，现用力从四周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中，正确的是( )A ．磁通量增大，有感应电流产生B ．磁通量增大，无感应电流产生C ．磁通量减小，有感应电流产生D ．磁通量减小，无感应电流产生解析：选C.本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少，由于竖直向上的和竖直向下的磁感线要抵消一部分，当弹簧线圈P 的面积扩大时，竖直向下的磁感线条数增加，而竖直向上的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有感应电流产生．二、多项选择题9．如图所示是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，AB 是绕在软铁芯上的线圈，电流表与线圈组成一闭合回路．下列说法正确的是( )A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流B．当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流C．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流解析：选ABD.当磁铁离开B端或在B端附近运动时，线圈所处位置磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，选项A、B正确；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，选项C错误，选项D正确．10.如图所示，开始时矩形导线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使导线框中产生感应电流，则下列办法可行的是( )A．将导线框向左拉出磁场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°)解析：选ABC.将导线框向左拉出磁场的过程中，导线框的bc边做切割磁感线的运动，或者说穿过导线框的磁通量减少，所以导线框中将产生感应电流，选项A正确；当导线框以ab边为轴转动时，导线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过导线框的磁通量在发生变化，所以导线框中将产生感应电流，选项B正确；当导线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过导线框的磁通量在减少，所以在这个过程中导线框中会产生感应电流，选项C正确；当导线框以bc边为轴转动时，转动的角度小于60°，则穿过导线框的磁通量始终保持不变，所以在这个过程中导线框中不会产生感应电流，选项D错误．三、非选择题11．演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成)如图所示．首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针________(填“有”或“无”)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针________(填“有”或“无”)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针________(填“有”或“无”)偏转．解析：判断有无感应电流发生的关键是判断闭合回路中磁通量是否变化．地磁场在北半球的水平分量由南指向北，竖直分量向下．首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，线圈中磁通量变化，有感应电流产生，屏幕上的电流指针有偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，线圈中磁通量不变化，无感应电流产生，电流指针无偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，线圈中磁通量不变化，无感应电流产生，电流指针无偏转．答案：有无无12．在研究电磁感应现象的实验中，所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法．解析：(1)如图所示．(2)①将断开的开关闭合；②将闭合的开关断开；③闭合开关后，改变滑动变阻器滑片的位置；④闭合开关后，将线圈A插入线圈B中；⑤闭合开关后，将线圈A从线圈B中拔出．答案：见解析13.如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属。

《磁生电的探索》教案

《磁生电的探索》教案一、教学目标1. 让学生了解电磁感应现象，知道发电机的工作原理。

2. 培养学生观察、思考、实验的能力，提高学生的科学素养。

3. 引导学生运用科学知识解决实际问题，培养学生的创新意识。

二、教学重点1. 电磁感应现象的理解和应用。

2. 发电机工作原理的探究。

三、教学难点1. 电磁感应现象的实验操作和现象的解释。

2. 发电机工作原理的深入理解。

四、教学准备1. 实验室用具：电磁感应实验装置、发电机模型、导线、磁铁等。

2. 教学课件和视频资料。

五、教学过程1. 导入：通过展示发电机的图片，引导学生思考发电机的原理是什么。

2. 新课讲解：介绍电磁感应现象，讲解发电机的工作原理。

3. 实验演示：进行电磁感应实验，让学生观察实验现象，并解释原因。

4. 小组讨论：让学生分组讨论电磁感应现象的应用，如发电机、动圈式话筒等。

5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调电磁感应现象在生活中的应用。

6. 作业布置：让学生设计一个简单的发电机模型，并观察其工作原理。

7. 课后反思：教师对本节课的教学进行反思，看是否达到教学目标，学生是否掌握了电磁感应现象和发电机的原理。

六、教学延伸1. 家庭作业：让学生完成一个关于电磁感应现象的应用项目，例如制作一个简易的电动机或探究其他电磁现象。

2. 课后阅读：推荐学生阅读关于电磁感应和发电机的科普书籍，以加深对相关知识的理解。

七、教学评估1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况，包括提问、回答问题和实验操作等。

2. 作业完成情况：评估学生完成家庭作业的质量和创新性，以及对作业的认真程度。

3. 小组讨论：评价学生在小组讨论中的表现，包括合作、交流和分享等能力。

八、教学改进1. 根据学生的反馈和学习情况，及时调整教学内容和教学方法，以提高教学效果。

2. 在实验环节，可以增加一些互动环节，让学生更主动地参与进来，提高学生的实践能力。

3. 对于难以理解的知识点，可以采用多媒体教学手段，如动画演示，以帮助学生更好地理解。

磁性电的探索-鲁科版选修3-2教案

磁性电的探索-鲁科版选修3-2教案前言磁性电现象是电学和磁学重要的研究内容，也是应用广泛的技术。

在高中物理教学中，磁性电的探索是必不可少的内容之一，本文将介绍鲁科版选修3-2教材中，磁性电的相关知识和实验。

磁场与电流的相互作用在导体中，电子不断地随机运动，但受到电场的作用，它们在某个方向上产生了一定的运动趋势。

当导体中有电流时，电子不仅有了定向运动，而且在电流方向上的运动更加统一了。

当电流通过导体时，导体周围的空间中会形成磁场。

如果有一个磁铁靠近导体，就会发现，导体和磁铁之间会相互作用。

这是因为导体中的电流在磁场的作用下，会受到一个力的作用，这个力就叫做磁场力。

磁场力的大小与方向可以通过右手定则来判断。

右手握成拳头，让大拇指垂直于导体方向，使四指握住导体，大拇指所指的方向就是磁场力的方向。

洛伦兹力和荷质比的测定洛伦兹力是磁场力的一个特例，它是指电荷在磁场中所受的力。

利用洛伦兹力和已知的电场力，可以测定电子的荷质比。

在磁场中，电子受到一个向圆心的力的作用，这个力叫做离心力，同时还受到一个在磁场方向上的力，这个力叫做洛伦兹力。

当一个电子在磁场中运动时，这两个力平衡，处于稳定状态。

根据洛伦兹力公式（F=|q|vBsinθ），可以计算出电子的荷质比。

通过荷质比的测量，可以对电子的质量和电荷进行精确的测定。

电荷量和电子的质量的测定被用于定义国际单位制（SI），并且在很多领域都有广泛的应用。

弗莱明左手规则在探索磁场力和洛伦兹力时，需要了解弗莱明左手规则。

这个规则是用来判断磁场力和洛伦兹力方向的。

在磁场中，电荷所受的洛伦兹力的方向是垂直于磁场方向和速度方向的，且方向可以用弗莱明左手规则确定：将左手伸直，五指张开，让磁场方向与四指方向相同，让速度方向与大拇指方向相同，那么洛伦兹力的方向就是手掌的方向。

在实际操作中，可以采用右手代替左手，规律是一样的。

磁感应强度的测量磁感应强度是衡量磁场强度的物理量，一般用字母B表示，其单位是特斯拉（T）。

高中物理：1.1 磁生电的探索 教案(鲁科版选修3-2)