选修32第四章电磁感应全章学案20个印刷版讲解资料.docx
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选修32第四章电磁感应全章学案20个印刷版讲解资料
第一节划时代的发现（第1课时）
一、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．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问题时的重要性。
4．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。
二、学习重点、难点
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。
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。
学习难点：
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。
三、自主学习
（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？
（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。
（二）、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象
阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。
思考并回答以下问题：
（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。
（三）实例探究
1、有关物理学史的知识
【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（）
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___________。
2、对概念的理解和对物理现象的认识
【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（）
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
第一节划时代的发现（第2课时）
学习目标：
知道电磁感应、感应电流的定义。
学习重点：
熟记基本知识点，掌握基础题型
四、达标演练
1、奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置。
2、1831年8月29日，____________发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到____________，另一个线圈接入____________，在给一个线圈____________或____________的瞬间，发现了
另
一个线圈中也出现了
_______
_____.
3、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
4、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
5、两个圆环A、B，如图4-2-7所示放置，且RA>RB.一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是……（）
A、ΦA>ΦB
B、ΦA=ΦB
C、ΦA<ΦB
D、无法确定
6、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？
第2节探究电磁感应的产生条件（第1课时）
一、学习目标
1．知道产生感应电流的条件。
2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
3．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法。
4．通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
举例电磁感应在生活和生产中的应用。
二、学习重点、难点
学习重点：
通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
学习难点：
感应电流的产生条件。
三、自主学习
（一）、感应电流产生的条件
1、实验一：
闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系.
实验二：
向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出，探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系
2、模仿法拉第的实验：
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），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
（三）实例探究
【例题1】关于感应电流,下列说法中正确的是（）
A．只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流
D．只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流
【同类变式2-1】下列关于感应电流产生的说法中，正确的是：
（）
A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生；
B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流产生；
C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线的运动，则闭合电路中就一定没有感应电流；
D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流。
第2节探究电磁感应的产生条件（第2课时）
学习目标：
知道产生感应电流的条件。
学习重点：
通过练习理解感应电流的产生条件
【例题2】如图所示,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,在下列情况中线圈产生感应电流的是（）.A.导线中电流强度变大B.线框向右平动
C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动
【同类变式2-2】矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示.下列情况中线圈有感应电流的是（）.A.线圈绕ab轴转动B.线圈垂直纸而向外平动C.线圈沿ab轴下移D.线圈绕cd轴转动
【例题3】如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是__________.
【同类变式2-3】如图所示，一个矩形线框上有一电流计G，它们从一理想匀强磁场区域的上方自由下落，线圈平面与磁场方向垂直，在线圈下落的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置中下列说法中正确的是（）
A.只在Ⅰ位置时有感应电流B.只在Ⅱ位置时有感应电流
C.只在Ⅲ位置时有感应电流D.只在Ⅱ位置时无感应电流
【例题4】如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生？
（）
【同类变式2-4】如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图（）
【例题5】如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为l正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区.若d>l,则在线框中不产生感应电流的时间就等于（）
A.
B.
C.
D.
【同类变式2-5】如图所示，一有限范围的匀强磁场。
宽度为d，将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速通过磁场区域区域，若d（）
A.d/vB、L/v；C.（L—d）/v；D.（L—2d）/v。
第三节法拉电磁感应定律（第1课时）
一、学习目标
1．知道什么叫感应电动势。
2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。
3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4．知道E=BLvsinθ如何推得。
5．会用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题。
二、学习重点和难点：
法拉第电磁感应定律，平均电动势与瞬时电动势区别。
三、自主学习
（一）、法拉第电磁感应定律及数学表达式：
回路中的感应电动势的大小和成正比。
E=
1、要严格区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。
2、磁通量的变化率与匝数的多少无关。
3、由ε＝Δφ/Δt算出的通常是时间Δt内的，一般不等于初态与末态电动势的平均值。
4、若Δφ由磁场的变化引起，则Δφ/Δt常用来计算。
5、若Δφ是由回路面积的变化引起，则Δφ/Δt常用来计算。
6、感应电量：
在Δt时间内通过电路中某一横截面的电量q=
（二）、导体平动切割磁感线运动时的感生电动势
设矩形线框abcd放在磁感应密度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直，线框可动部分ab以速度v向右运动，在时间Δt内由原来的位置ab移到a1b1，此刻线框面积的变化量ΔS。
如图所示：
则：
ΔS＝LvΔtΔΦ=BΔS=BLvΔt
E=
=BLv
讨论：
若v⊥L，但与B成θ角（如图），则将v正交分解。
v1＝vsinθ（对切割有贡献）
v2＝vcosθ（对切割无贡献）
E＝BLv1
∴E=Blvsinθ
第三节法拉电磁感应定律（第2课时）
学习目标：
用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题
学习重点和难点：
法拉第电磁感应定律，平均电动势与瞬时电动势区别。
（三）实例探究
【例题1】如下图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。
设插入方式相同，试求：
（1）两次线圈中的平均感应电动势之比？
（2）两次线圈之中电流之比？
（3）两次通过线圈的电荷量之比？
（4）两次在R中产生的热量之比？
【同类变式3-1】有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环中磁场变化规律如下图所示，磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？
【例题2】如下图所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=1.50m，接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
（1）导体ab上的感应电动势的大小
（2）回路上感应电流的大小
法拉电磁感应定律检测学案（第1课时）
一、学习目标
1．能区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。
2．用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题
二、学习重点和难点：
E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ如何应用
法拉第电磁感应定律，平均电动势与瞬时电动势区别。
1．当线圈中的磁通量发生变化时，则（）
A．线圈中一定有感应电流
B．线圈中一定有感应电动势
C，感应电动势的大小与线圈电阻无关
D．如有感应电流，其大小与线圈的电阻有关
2．闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比？
（）
A．磁通量B．磁感应强度
C．磁通量的变化率D．磁通量的变化量
3．一个N匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁场平面成30º角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法可使线圈中感应电流增加一倍的是（）
A．将线圈匝数增加一倍B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍D．适当改变线圈的取向
4．在竖直向下的匀强磁场中，一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，若棒在运动过程中始终保持水平，则棒两端产生的感应电动势将（）
A.随时间增大B.随时间减小
C.不随时间变化D.难以确定
5．如图所示，电阻为R的金属棒，从图示位置分别以速率v1，v2沿电阻不计的光滑轨道从ab匀速滑到a/b/处，若v1∶v2=1∶2，则在两次移动过程中（）
A．回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2
B．回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2
C．回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2
D．金属棒产生的感应电动势E1：
E2=1∶2
6.如图所示，MN为水平面内的平行金属导轨，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，ab、cd两根导体棒长为L，并以相同的速度V匀速运动，导轨间电阻为R，则MN间电压为，通过R的电流强度为。
7．如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向竖直向下，磁场内有一根长L=0.2m的金属丝，其一端拴一金属球A，另一端悬于O点，若使小球A以ω=7rad/s的角速度作圆锥摆运动，且金属丝和竖直方向成300角，则金属丝OA中产生的感应电动势多大？
法拉电磁感应定律检测学案（第2课时）
一、学习目标：
1．能区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。
2．E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题
二、学习重点和难点：
E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ如何应用
8．如图所示，在一个匀强磁场中，有两个用粗细相同的同种金属导线制成的闭合圆环a和b，它们半径之比为2：
1，线圈平面与磁场方向垂直．如果匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则a、b环中感应电流之比为多少？
感应电流电功率之比为多少？
9．固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边电阻可忽略的铜线．磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一与ab段的材料粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度V从左向右匀速运动，当PQ离ad
L时，PQ上的电流强度是多大？
方向如何？
10．一个匝数为n=100匝，边长L=10厘米的正方形闭合线圈的总电阻r=10Ω，将这个线圈垂直于磁场放置，在磁感应强度B随时间t作周期性变化的磁场中，磁场的变化情况如图所示，则经1分钟，该线圈中产生的热量为多少焦耳？
第四节楞次定律（第1课时）
一、学习目标
1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4．掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
二、学习重点和难点：
学习重点：
1．楞次定律的获得及理解。
2．应用楞次定律判断感应电流的方向。
3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
学习难点：
楞次定律的理解及实际应用。
三、自主学习
（一）楞次定律内容：
（二）楞次定律的应用
1．正确理解楞次定律中的“阻碍”的含义
（1）谁阻碍谁？
（2）阻碍什么？
（3）如何阻碍？
（4）结果如何？
（三）右手定则的内容：
（四）实例探究
【例题1】如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图（）.
【同类变式4-1】如图所示,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,在下列情况中线圈产生感应电流的是（）.
（A）导线中电流强度变大（B）线框向右平动
（C）线框向下平动（D）线框以ab边为轴转动
【例题2】如图所示，导体棒ab沿轨道向右匀速滑动，判断ab中感应电流方向，并指出a、b两点中，哪一点电势高？
第四节楞次定律（第2课时）
学习重点：
1．应用楞次定律判断感应电流的方向。
2．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
学习难点：
楞次定律的理解及实际应用。
【同类变式4-2】如图1所示匚形线架ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab，左侧有通电导线MN，电流方向由N到M，若将线框置于匀强磁场中，则（）
（A）ab边向右运动时，导线MN与AB边相互吸引
（B）ab边向左运动时，导线MN与AB边相互吸引
（C）ab边向左运动时，导线MN与AB边相互排斥
（D）ab边向右运动时，导线MN与AB边相互排斥
【例题3】两个同心导体环。
内环中通有顺时针方向的电流。
外环中原来无电流。
当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？
方向如何？
【同类变式4-3】如图所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B环与A环有部分面积重叠，当开关S断开时（）
A.B环内有顺时针方向的感应电流
B.B环内有逆时针方向感应电流
C.B环内没有感应电流
D.条件不足，无法判定
【同类变式4-4】如图所示，一定长度的导线围成闭合的正方形线框，使框面垂直于磁场放置，若因磁场的变化而导致线框突然变成圆形，则：
（）
A．因B增强而产生逆时针的电流；
B．因B减弱而产生逆时针的电流；
C．因B减弱而产生顺时针的电流；
D．以上选项均不正确。
楞次定律检测学案（第1课时）
一、学习目标：
能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
二、学习重点和难点：
学习重点：
1．应用楞次定律判断感应电流的方向。
2．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
【例题4】如图当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是：
（）
A、向下运动；
B、向上运动；
C、向左运动；
D、以上都可能
【同类变式4-5】如图，当一水平放置的线圈由一竖直放置的条形磁铁的正上方由静止释放，则在接近磁铁但未到达磁铁的过程中，从上向下看，线圈中的电流方向是（）
A、顺时针；B、逆时针；
C、没有电流；D、无法判断；
【例题5】如图，光滑平行金属导轨置于水平面上，AB、CD两导体直棒相互平行横置于导轨上，匀强磁场方向竖直向上，当导体棒AB向右移动时，CD将如何运动？
【同类变式4-6】如图所示，导体ab、cd垂直放在水平放置的平行导轨上，匀强磁场方向竖直向上穿过导轨所在平面，导体与导轨间动摩擦因数为μ．如果导体ab向左匀速运动时，则导体cd：
（A）可能向左运动；（B）一定向左运动；
（C）一定向右运动；（D）不可能静止．翰林汇
四、演练
1、根据楞次定律知感应电流的磁场一定是：
（）
A、阻碍引起感应电流的磁通量；B、与引起感应电流的磁场反向；
C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化D、与引起感应电流的磁场方向相同
2、在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势是：
（）
A、东端高；B、西端高；C、中点高；D、各点电势一样高。
3、如图所示金属矩形线圈abcd，放在有理想边界（虚线所示）的匀强磁场中，磁感应强度为B，线圈平面与磁场垂直，线圈做下面哪种运动的开始瞬间可使ab边受磁场力方向向上：
（）
A、向右平动；B、向左平动；
C、向下平动；D、绕ab轴转动。
4、如图所示，插入金属环B中的A是用毛皮摩擦过的橡胶圆棒（截面如图所示），由于橡胶绕轴o转动，金属环B中产生了顺时针方向的电流。
那么A棒的转动是（）
A、逆时针匀速转动B、逆时针减速转动
C、顺时针匀速转动D、顺时针减速转动
楞次定律检测学案（第2课时）
一、学习目标：
能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
二、学习重点：
1．应用楞次定律判断感应电流的方向。
2．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
5、如图所示，试判断当开关闭合和断开时，上方线圈中的电流方向
6、如图，要使线圈中产生如图的感应电流，条形磁铁应靠近还是远离线圈运动，为什么？
试用楞次定律进行说明。
7、如图所示，电阻不计的光滑平行金属轨道放在与它的平面垂直的匀强磁场中。
有一根长1m、电阻0.25Ω的金属棒ab在外力作用下，以速度V向右匀速运动，磁感应强度B=0.5T，R=0.75Ω，电压表示数为3.75V，求：
外力F的大小、方向和金属棒ab的速度的大小？
8、如图所示，竖直导轨宽度L=0.1m，电路的总电阻R=1Ω，金属棒被释放后向下滑动的最大速度为2.5m/s。
匀强磁场的磁感应强度为2T，求金属棒的质量。
第五节感生电动势、动生电动势（第1课时）
一、学习目标
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
二、学习重点、难点
学习重点：
感生电动势与动生电动势的概念。
学习难点：
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
三、自主学习
（一）感生电动势
如图所示，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。
是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？
（1）感生电场：
____________________________________________________________
（2）感生电动势：
①概念：
__________________________________________________
②计算公式：
_____________
（二）洛伦兹力与动生电动势
1、
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。
________________________________________叫动生电动势。
2、如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。
（三）实例探究
【例题1】如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6Ω的直导体，在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4Ω、R2=6Ω，其它电阻不计。
整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度B=0.1T。
当直导体在导轨上以V=6m/s的速度向右运动时,求:
直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小。
第五节感生电动势、动生电动势（第2课时）
一、学习目标
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
二、学习重点、难点
学习重点：
感生电动势与动生电动势的概念。
学习难点：
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
【变式训练5-1】如图所示，在宽为L的水平平行光滑导轨上垂直导轨放置一个直导体棒MN，在导轨的左端连接一个电阻R，其它电阻不计，设导轨足够长。
整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。
当直导体棒受到一个垂直导轨水平向右的恒力F作用由静止开始在导轨上向右运动时，试确定直导体棒的运动情况及其最大速度Vm。
【变式训练5-2】一闭合线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中的感应电流增加一倍，下述方法可行的是：
（）
A、使线圈匝数增加一倍
B、使线圈截面积增加一倍
C、使线圈匝数减少一半
D、使磁感应强度的变化率增大一倍
【例题3】如图所示，长
宽
的矩形线圈电阻为
，处于磁感应强度为
的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．求：
将线圈以向右的速度
匀速拉出磁场的过程中，
⑴拉力F大小 ⑵拉力的功率P
⑶拉力做的功W ⑷线圈中产生的电热Q
⑸通过线圈某一截面的电荷量q．
第五节感生电动势、动生电动势检测学案（第1课时）
一、学习目标：
知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
二、学习重点：
感生电动势与动生电动势的概念。
学习难点：
对感生电动势与动生电
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