高中物理选修32电磁感应教案Word下载.docx
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向左平动
向右
向上平动
向前平动
向下平动
结论：
只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。
还有哪些情况可以产生感应电流呢？
（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出
如图4.2-2所示。
把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。
表2
磁铁的运动
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
S极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。
磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
（3）模拟法拉第的实验
如图4.2-3所示。
线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。
观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。
把观察到的现象记录在表3中。
表3
操作
现象
开关闭合瞬间
有电流产生
开关断开瞬间
开关闭合时，滑动变阻器不动
无电流产生
开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。
2、分析论证
分组讨论，学生代表发言。
演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；
当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。
演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；
当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。
（如图4.2-4）
演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；
当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。
（如图4.2-5）
3、归纳总结
请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？
实例1中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流；
实例2中，导体插入、拔出线圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；
实例3中，通断电的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A中电流的变化，最终导致线圈B中磁通量变化，从而产生感应电流。
从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。
引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。
因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：
只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。
（四）实例探究
关于磁通量的计算
【例1】如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab边为轴转180°
，求此过程磁通量的变化？
错解：
初态
，末态
，故
。
错解分析：
错解中忽略了磁通量的正、负。
正确解法：
初态中
关于电磁感应现象产生的条件
【例2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）
答案：
EF
【例3】
（综合性思维点拨）如图（甲）所示，有一通电直导线MN水平放置，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P位于导线正下方且与导线位于同
一竖直平面，正竖直向上运动。
问在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？
在何位置时P中会产生感应电流？
解：
根据直流电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱。
把线圈P从MN下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图（乙）所示，可知Ⅰ→Ⅱ磁通量增加，Ⅱ→Ⅲ磁通量减小，Ⅲ→Ⅳ磁通量增加，Ⅳ→Ⅴ磁通量减小，所以整个过程磁通量变化经历了增加→减小→增加→减小，所以在整个过程中P中都会有感应电流产生。
关于电磁感应现象的实际应用
【例4】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。
铁芯上有两个线圈A和B。
线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。
在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，因而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。
试说明这种继电器的原理。
解析：
线圈A与电源连接，线圈A中有恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈B中无感应电流。
断开开关S时，线圈A中电流迅速减减小为零，穿过线圈B的磁通量也迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开；
经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D的吸引力减小，当弹簧E的作用力比磁场力大时，才将衔铁D拉起，触头C离开．
巩固练习
1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（）
A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大
B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=
可知磁通密度为零
C．磁通密度越大，磁感应强度越大
D．磁感应强度在数值上等于1m2的面积上穿过的最大磁通量
答案：
CD
2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（）
A．Wb/m2B．N/A·
m
C．kg/A·
s2D．kg/C·
m
ABC
3.关于感应电流，下列说法中正确的是（）
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
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
D
4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，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（）
A．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
画出电流周围的磁感线分布情况。
C
5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。
若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）
A．增大B．减小
C．不变D．无法确定如何变化
B
6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；
流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；
降落伞在空中匀速下降；
条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。
上述不同现象中所包含的相同的物理过程
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
都是宏观的机械运动对应的能量形式——机械能的减少，相应转化为其他形式能（如内能、电能）。
能的转化过程也就是做功的过程。
AD
7.在无线电技术中，常有这样的要求：
有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。
图16-1-9中，最能符合这样要求的一幅图是（）
第二节法拉第电磁感应定律－感应电动势的大小
要点：
知道决定感应电动势大小的因素；
知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别；
理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式；
会用法拉第电磁感应定律解答有关问题；
会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小。
教学难点：
感应电动势的大小的决定因素
课堂设计：
本节教学是在前一节课的基础上进行的有了磁通量的变化引起感应电流，势必要问形成电流的条件，本节课就由此展开。
通过实验发现磁通量改变的快慢会影响感应电流，推出影响感应电动势大小的物理量，磁通量的变化率，在这里要让学生搞清变化率、变化量的区别，同时注意条件的使用。
在此还要推出在切割时的感应电动势，对学生推理要求比较高，可以适当放慢速度。
解决难点：
磁通量的变化量作为一个本章常用的概念是十分重要的。
做好基本概念的区别引导学生自己概括和总结出感应电动势的大小。
让学生自己推倒出切割时的感应电动势的大小。
一、复习提问，引入新课
【问】要使闭合电路中有电流必须具备什么条件？
（引导学生回答：
这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势产生的）
【问】如果电路不是闭合的，电路中有没有电流？
电源的电动势是否还存在呢？
（引导学生回答：
此时电路中没有电流，而电动势反映了电源提供电能本领的物理量，电路不闭合电源电动势依然存在）
有电流一定有电动势，但有电动势不一定有电流
引入新课：
在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
二、新课教学
【板书】
（一）感应电动势：
在电磁感应现象中产生的电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源。
引导学生找出下面两图中相当于电源的那部分导体？
（上节课中图16-4的导体AB，图16-6中的螺线管B）
分析：
电路闭合，有感应电流，由感应电动势的大小和电路的电阻决定．
电路断开，无感应电流，有感应电动势．
那么电动势的大小跟哪些因素有关呢？
今天我们就来研究这个问题．
上节课实验分析：
图16-4中所示实验中，导体AB棒的速度越大，发现感应电流越大，也即感应电动势越大。
图16-5所示实验中，磁铁运动的越快，感应电流和感应电动势就越大。
图16-6所示实验中，通电或断电，比改变滑动变阻器时的感应电流要来得大些。
上述实验都有一个共同点：
磁通量在改变，磁通量改变越快，发现电流越大，感应电动势也越大
实验表明：
感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关．
小结：
感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系。
我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢。
（二）、磁通量的变化率
1、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的联系和区别
设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1，设时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2，则在时间△t=t2-t1内磁通量的变化量为
△Φ=Φ2-Φ1，磁通量的变化率△Φ/△t
2、磁通量的变化率=△Φ/△t
举例：
甲、乙两个线圈的磁通量都从0增加到5wb,甲用了2s，乙用了5s哪个变化率大？
、【板书】
（三）、法拉第电磁感应定律：
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．即E=k△Φ/△t（k为比例系数）
在国际制单位中：
E的单位是伏特（V），Φ的单位是韦伯（Wb），t的单位是秒（s）
则：
，所以取国际制单位时，k=1
感应电动势可写为：
1、
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