高中物理选修32教材总体分析docWord文件下载.docx
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传
器
1、传感器及其工作原理
2、传感器应用
（一）
3、传感器应用
（二）
4、传感器的应用实例
2、新增内容
法拉第电磁感应定律
增加了反电动势的概念，分析直流电动机中反电动势的作用。
分别用力的观点和能量的观点理解反电动势的含义。
感生电动势和动生电动势
非静电力本质的角度介绍感生和动生电动势产生原因，使学生对电磁感应的认识上升到一个新的高度。
自感和互感
介绍了互感现象和自感现象的概念，从法拉第电磁感应定律出发推出了自感电动势的计算公式，介绍了磁场的能量，在自感现象应用中重点介绍了------涡流
介绍了自感现象产生的原因，介绍了自感现象不利的一面和解决办法（双线绕法），在自感现象应用中重点介绍了------日光灯原理
注：
传感器一章完全是新增内容
3、呈现方式
电磁感应现象
首先介绍了电磁学的发展历史，介绍了人们对电和磁内在联系的认识过程，然后通过实验探究电磁感应现象产生条件，明确探究过程的主要环节：
实验观察，分析论证，归纳结论。
首先介绍磁通量概念，然后通过实验探究电磁感应产生条件，最后得出结论。
楞次定律
楞次定律的应用
通过实验，引导学生探究感应电流的方向由哪些因素决定？
遵守什么规律？
注重实验的过程；
应用中突出楞次定律判断感应电流方向的思路。
通过实验，概括各种实验结果，得出结论；
应用中通过典型例题来分析判断感应电流的方向，强化应用楞次定律判断感应电流方向的步骤。
交变电流
教材没有直接给出线圈在各个位置时电流的方向，而是以问题的方式引导学生自己分析，从而对交变电流的方向变化有所了解。
教材直接给出各个位置的电流方向。
变压器
设置探究性实验，让学生对“变压器线圈两端的电压和匝数的关系”先有猜想和实验验证，然后再通过理论分析得出结论。
通过理论推导，忽略次要因素，得出变压比的结论。
高中物理选修3--2教材有关章节的分析
第四章电磁感应
第一节划时代的发现
1、省教学教学
了解奥斯特“电生磁”的实验和法拉第“磁生电”的实验，体会对称性思考在科学发现中的作用。
了解电磁感应现象发现历程的艰难和经历的失败与挫折，体会失败与成功的哲学关系。
2、教材的重点
让学生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，在阅读中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、教材的难点
知道与电流磁效应和电磁感应现象发现相关的物理学史。
.
4、教材的疑点
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。
5、学生易错点
对科学家的成就和人名容易混淆。
6、教学资源
（1）教材中值得重视的题目
【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
解析：
该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。
答案：
C
【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___________。
该题考查有关物理学史的知识。
奥斯特安培法拉第库仑
【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
电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B是正确的。
B
（2）教材中的思想方法
领悟科学家奥斯特发现电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探究历程。
阅读教材第4页“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力。
第二节探究电磁感应的产生条件
经历探究电磁感应现象产生条件的实验过程。
理解电磁感应现象产生的条件。
体验从实验现象中分析论证、归纳总结、寻找结论的过程。
在实验操作中学会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验，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。
通过实验观察和实验探究，理解感应电流产生的条件。
感应电流的产生条件。
（1）磁通量的变化涉及到复杂问题学生会模糊不清
（2）在进行探究过程中，学生不容易把握瞬间的变化。
【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
【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（）
EF
【例3】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？
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。
本节课采用以教师组织引导、学生自主探究的教学方式。
在教学过程中尽量去体现学生是学习的主人，即突出学生的主体地位。
通过本节课的学习，使学生领会从一般到特殊、从特殊到一般的推理方法。
第三节法拉第电磁感应定律
理解法拉第电磁感应定律。
理解计算感应电动势的两个公式E=BLv和
的区别和联系，并应用其进行计算。
对公式E=BLv的计算，只限于L与B、v垂直的情况。
知道直流电动机工作时存在反电动势，从能量转化的角度认识反电动势。
通过教学，让学生学会通过推导得出切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。
理解电磁感应现象，对“切割磁感应线”的理解。
平均电动势与瞬时电动势区别。
本节的易错点是关于法拉第电磁感应定律
及推导式
的比较，我们可以通过表格来进行说明。
1.求的是
时间内的平均感应电动势，E是某段时间或某个过程相对应
1.求的是瞬间感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应
区别
2.求的是整个回路的感应电动势，整个回路的感应电动势为零时，回路中某段导体的感应电动势不一定为零
2.求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势
3.若在
图象上直线，则求得的电动势是恒定值，若不为直线，应具体分析
3.一定注意
的具体含义，具体问题具体分析，不可乱套公式
联系
与
是统一的，若
，E为瞬间感应电动势；
若
中v代入的是平均速度，E则为平均感应电动势
【例1】如图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少?
解：
由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为：
L=stanθ=
at2tanθ
据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at
由题意知B、L、v三者互相垂直，有
E=BLv=B
at2tanθ·
at=
Ba2t3tanθ
即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E=
Ba2t3tanθ.
【例2】如图所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长l的正方形，棒电阻r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B。
（1）若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流。
（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水平外力多大?
（3）若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动，可使棒中不产生I感，则磁感应强度应怎样随时间变化?
（写出B与t的关系式）
（1）据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为
E=
=kl2
回路中的感应电流为
I=
（2）当t=t1时，B=B0+kt1
金属杆所受的安培力为
F安=BIl=（B0+kt1）
据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为
F=F安=（B0+kt1）
（3）要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即
B0l2=Bl（l+vt）
解得
B=
回忆初中学过的知识使学生温故而知新,起到承上启下的作用.演示发电机发电,培养学生体会“从生活走向物理,从物理走社会”的学习意识,提高对物理学习兴趣.通过演示实验和提问使学生产生质疑,从而激发学生探究求知欲望.引导学生根据自己设计实验方案,进行分组和合作实验,把学习自主权还给学生,培养学生合作交流的团队精神.同时也培养学生观察能力和信息能力及自我解决问题的能力.
第四节楞次定律
1、省教学要求
按照新课标的要求，这节课不单是为了使学生知道实验的结论和规律的内容，更重要的是让学生知道结论和规律是如何得出的，因此教学重心要从结论的学习上转移到概念和规律的形成过程的学习，以及形成这些概念和规律所用的方法的学习中。
因此，应从以下方面确立本节教学目标：
经历实验探究过程，理解楞次定律。
会用楞次定律判断感应电流的方向。
2、教材的重点
应用中突出楞次定律判断感应电流方向的思路；
通过典型例题来分析判断感应电流的方向，强化应用楞次定律判断感应电流方向的步骤。
3、教材的难点
首先，教学大纲对楞次定律的知识要求是“B”级。
其次，楞次定律是一个物理规律的高度概括，学生在理解其语言表述时会有两方面困难：
（1）楞次定律本身是判断感应电流方向的，但定律本身并没有直接表述感应电流方向如何，而表述的是感应电流的磁场如何。
（2）学生对“阻碍”二字的理解往往会产生误区，把阻碍原磁场的磁通量变化，理解为阻碍原磁场。
因此，楞次定律的理解是本节教学的难点。
楞次定律的应用是本节教学的重点。
4、教材的疑点
（1）从教材前后的联系来看 “楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次．前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑，而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系，是一种“动态场”，“由静到动”是一个大的飞跃，学生显然要难理解得多．
（2）
从教材的内容来看 “楞次定律”涉及的物理量多，关系复杂，产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一个线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，它们形成相互依赖又相互排斥的矛盾．在讲授时，如果不明确指出各个物理量之间的关系，使学生有一个清晰的思路，势必造成学生思路混乱，影响学生对该定律的理解．
（3）从学生的原有知识水平来看 大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理知识的理解、判断、分析、推理常常表现出一定的主观性、片面性和表面性，要能够理解“楞次定律”，必须具备一定的抽象思维能力，在物理观念上要有所更新．
5、学生易错点
（1）楞次定律中涉及的方向较多，还需要结合变化量来判断感应电流方向。
学生形成判断思维有困难。
6、教学的资源
图1
【例1】一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图1所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）
位置Ⅰ 位置Ⅱ
A．逆时针方向 逆时针方向
B．逆时针方向 顺时针方向
C．顺时针方向 顺时针方向
D．顺时针方向 逆时针方向
楞次定律是来源于实验中的探究。
探究式课堂教学是指在教师指导下学生运用科学探究的方法进行学习，因而知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性的灌输，而是在教师的指导下由学生主动探索、主动思考、亲身体验出来的。
探究式课堂教学实质上是将科学领域的探究引人课堂，使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质。
这节课是在学生已经通过前几节的实验探究出电磁感应产生的条件、及感应电动势大小的规律基础上进行的，学生对进一步学习感应电动势的方向应该有一定的兴趣和热情，且有一定的实验基础，因此根据教材的特点和教学目标，变单纯的教师演示实验为学生小组的探究实验，同时利用多媒体课件，创设物理情境，启发、引导学生按照新课标中科学探究的七个要素进行实验探究。
达到“问题让学生自己提出，方法让学生自主确定，实验由学生自主设计，证据让学生自己收集，规律让学生自主发现，结论让学生自己得出，最后问题由学生自主解决”。
第五节感生电动势与动生电动势
1、省教学要求：
由感生电场产生的感应电动势，称为感生电动势。
由导体运动而产生的感应电动势，称为动生电动势。
这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。
感生电动势与动生电动势的提出，涉及到电磁感应的本质问题，但教材对此要求不高。
教学中要让学生认识到变化的磁场可能产生电场，即便没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的一个飞跃。
2、教材的重点：
感生电动势与动生电动势的概念。
3、教材的难点：
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
4、教材的疑点：
感生电场的实质及动生电动势产生过程中洛伦兹力所起的作用。
5、学生的易错点：
对电磁感应现象中的电动势产生的本质的判断及计算。
6、教学资源：
（1）教材中值得重视的题目：
【例1】如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
磁场变强
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
答案：
AC
【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的A端显示出正电荷，所以A端电势比B端高．棒AB就相当于一个电源，正极在A端。
AB
【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向_________运动，速度大小为_______，作用于ab杆上的外力大小为____________
向上
2mg
【例4】如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
AD
（2）教材中的思想方法：
教材对电动势的概念做了较为深入的分析，目的是加强“通过做功研究能量”这个思想。
本章关于感生电动势和动生电动势的讨论是这一思想的延续。
学习这一节时，着眼点应该放在感生电场和洛伦兹力这两点上；
前者是为电磁波作准备，后者是对前面知识的复习。
第六节互感与自感
通过实验了解互感和自感现象。
了解自感系数，知道自感系数的单位。
教材对自感现象的要求比较高，内容涉及到自感对电路电流的影响，自感系数、自感电动势等内容也有要求。
（1）自感现象
（2）自感系数
分析自感现象
自感系数的影响因素；
自感现象在电子技术中对电流的影响规律；
自感与互感现象中有关能量的转移和转化。
5、学生的易错点
自感现象在电子电路中对电流的影响
6、教学资源
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。
则（）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
因R、L阻值很小，在电路甲中，线圈L与灯泡D串联，L中电流很小，断开S时自感电动势较小，自感作用使D与L中的电流值从S接通稳定后开始减小，D将逐渐变暗，而不是立即熄灭。
在电路乙中，L与D、R并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从开始的稳定值逐渐减小，所以断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将变得更亮，然后渐渐变暗。
正确选项为AD
点评：
S接通后电路稳定，比较L与D中电流大小，S断开后，因自感作用L、D、R构成回路有电流，判断D变暗还是变亮，关键是看S断开后从L流到D中的电流比D中原来（S未断开时）的电流是大还是小。
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。
电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
灯泡的亮度由它的实际功率I2R即流过灯泡中的电流来决定。
因而必须从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。
K断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立即消失，但L中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡，使小灯泡逐渐变暗到熄灭。
（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。
（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。
（1）若是理想线圈，即直流电阻为零。
①L与灯泡串联时，通过灯泡的电流与L中电流始终同步，因而不能突变。
②L与灯泡并联时，通过灯泡的电流与L中的电流在电路接通时不同步，即灯丝中电流突变到最大再渐渐变小到零，而L中电流从零逐渐增大到最大；
断开电路时，L因自感而对灯丝供电，使灯丝中的电流从零突变到原来L中的电流值，再渐渐变为零。
（2）当L与灯丝并联且L的电阻不为零时，接通电源时灯丝中电流突变为最大，再慢慢减小，而L中的电流由零开始逐渐增大到稳定；
稳定后L和灯丝中都有电流，因而灯不会熄灭。
断开电源时：
要讨论RL=R灯、RL＞R灯、RL<
R灯时，电流变化情况。
本节介绍自感现象和互感现象,主要是为了说明它们在生产和生活中的应用,突出了科学与技术、科学与社会之间的关系,培养学生理论联系实际的能力。
第七节涡流
本节老教材上是选学的内容，而新教材上是必修内容。
可见新教材更注重与实际的联系，重视对现象的解释，对结果的推测。
教材中给出了若干的实例，及“做一做”、“思考与练习”，要求学生多想，多说，开放思维。
知道涡流是如何产生的，知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。
知道电磁阻尼和电磁驱动。
对两种效应的理解：
热效应及其表现：
涡流损耗。
例真空冶炼炉、变压器铁芯。
双重性。
机械效应及其表现：
电磁阻尼和电磁驱动
什么是涡电流？
概念比较抽象，学生不容易接受。
5、学生易错点：
学生对电磁驱动和电磁阻尼的实质理解不透，只记忆几个常见实例模型，而未掌握分析方法，对稍微做改动的“熟题”和未接触过的“新题”，尤其是联系实际的分析，都易想当然。
【例1】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。
金属环的摆动会很快停下来。
试解释这一现象。
若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？
只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；
空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。
【例2】如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则（）
A.线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反
B.线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大
C.线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D.线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
线框在进入和离开磁场的过程中磁通量才会变化，也可以看做其部分在切割磁感线，因此有感应电流，且由楞次定律或右手定则可确定进入和离开磁场时感应电流方向是相反的，故A项正确；
当线圈整体都进入匀强磁场后，磁通量就保持不变了，此段过程中不会产生感应电流，故B错误，但提醒一下的是此时还是有感应电动势的（如果是非匀强磁场，则又另当别论了）；
当线框在进入和离开磁场的过程中会有感应电流产生，则回路中有机械能转化为电能，或者说当导体在磁场中做相对磁场的切割运动而产生感应电流的同时，一定会有安培“阻力”阻碍其相
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