物理选修3-2学案.doc

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第四章　

　4.1　划时代的发现

4.2节　探究感应电流的产生条件

学习目标：

一、知识与技能

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

二、过程与方法

1．通过实验探究过程，培养和强化学生科学探究的基本思想和理性分析方法

2．通过探究性实验之间逻辑关系的分析，使学生感悟“由现象到本质”的实验设计思想

3．进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断

三、情感、态度与价值观

1．经历科学探究的过程，培养学生的科学态度和科学精神

2．通过观察演示实验，归纳出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察能力

重点：

感应电流的产生条件。

难点：

感应电流产生的实验探究、理性分析，以及实验之间的逻辑关系。

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，________发现了电磁感应现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个线圈接到________，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．闭合电路的一部分做________的运动时，电路中会产生感应电流。

闭合电路的________与垂直穿过它的________的乘积叫做磁通量。

用磁通量来描述感应电流的产生条件：

只要穿过闭合电路的磁通量________，闭合电路中就有感应电流。

学点1　奥斯特梦圆“电生磁”（直接在课本上找答案即可）

1．是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的关系？

在此之前，有关这方面科学研究领域的历史背景是怎样的？

2．奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？

奥斯特面对失败是怎样做的？

3．电流磁效应发现的意义。

学点2　法拉第心系“磁生电”（直接在课本上找答案即可）

1．奥斯特发现电流的磁效应引发了怎样的思考？

法拉第对此所持的观点是什么？

2．法拉第面对失败是怎么做的？

失败的原因是什么？

3．法拉第认为发现电磁感应现象成功的“秘诀”是什么？

从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？

学点3　磁通量Φ

1．磁通量的定义？

计算式？

单位？

磁通量的另一种定义？

通过某一平面的磁通量的大小可以用穿过这一平面的磁感线条数的多少形象的表示。

2．某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，如何计算这个面的磁通量？

如图所示。

小结：

磁通量虽然是标量，却有正、负之分，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向。

注意：

磁通量与线圈的匝数无关

4．【例1】如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________。

对应训练1.

一个n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，如右图所示，线圈面积为S，磁感应强度为B。

当线圈以ab边为轴转过30°角和60°角时，穿过线圈的磁通量分别是多大？

学点4　磁通量的变化Φ

1．运用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1，定量计算磁通量的变化。

若某平面S初位置与匀强磁场B垂直，转过180°后仍与匀强磁场B垂直，则ΔΦ等于？

2．磁通量的变化，具体可分为几种情况？

小结：

磁通量变化的形式虽然多种多样，但在计算时规定磁通量的正方向，搞清初、末磁场Φ1和Φ2，则ΔΦ＝Φ2－Φ1各量均带符号运算，变化量大小为|Φ2－Φ1|。

【例2】一磁感应强度为B的匀强磁场方向为水平向右，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．2BS

C．2BScosθD．2BSsinθ

对应训练2.

有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。

在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C线圈半径为0.5cm，1匝。

问：

（1）在B减为0.4T的过程中，A和B中磁通量改变多少？

（2）在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？

学点5　感应电流的产生条件

实验一　闭合电路中部分导体做切割磁感线运动

如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，导体AB顺着磁感线运动时，两种情况线路中有无电流产生？

“切割磁感线运动”的含义？

分析论证：

感应电流的产生条件是

实验二　条形磁铁在线圈中运动

如图所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，磁铁在线圈中静止不动，线路中有无电流产生？

分析论证：

感应电流的产生条件是

实验三　改变螺线管AB中的电流

如图所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动，当开关S接通或断开时，若开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，；而开关一直闭合，滑动变阻器不动时，线路中有无电流产生？

分析论证：

感应电流的产生条件是

实验二和实验三都是磁场强弱变化了，那在观察实验一，匀强磁场，B没有发生变化，也有感应电流产生，那是什么变了呢？

S变了。

三个实验中，闭合电路中均有感应电流产生。

三个实验的共同特点是？

1．归纳结论

小结：

1．不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。

2．感应电流产生条件可分为两条：

一是电路闭合；二是磁通量变化。

二者缺一不可

完成课本课后作业1、2、3、4

【例3】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内，在下列情况中线圈能产生感应电流的是（　　）

A．导线中电流变大

B．线框向右平动

C．线框向下平动

D．线框以ab边为轴转动

E．线框以直导线为轴转动

对应训练3.

我国已经制定了登月计划，假如航天员登月后想探测月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断中正确的是（　　）

A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断有无磁场

B．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场

C．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则判断月球表面有磁场

D．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零

　4.3楞次定律

（1））

学习目标：

一、知识与技能

1．理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向，解答有关问题

2．理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反应

3．掌握右手定则，认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式

4．体验楞次定律实验探究过程，提高分析、归纳、概况及表述的能力

二、过程与方法

培养逻辑思维能力、观察能力、实验动手能力

三、情感、态度与价值观

激发学生对物理学习的兴趣，培养学生自主学习习惯及探究意识

1．感应电流的磁场方向既与感应电流的方向有联系，又跟引起磁通量变化的磁场有联系。

当穿过闭合电路的磁通量________时，感应电流的磁场方向与原磁场方向________，阻碍穿过闭合电路的磁通量增加；当穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向________，________穿过闭合电路的磁通量减少。

2．楞次定律

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要________引起感应电流的磁通量的变化。

3．楞次定律的应用步骤

应用楞次定律判断感应电流方向可以按以下四步进行：

①确定________方向

②判定穿过闭合电路________的如何变化（增大还是减小）；

③确定感应电流的________方向（增反减同）

④根据________判定感应电流的方向。

4．右手定则

伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在________内；让磁感线________，并使拇指指向________的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

学点1　探究楞次定律的实验

1．演示实验，在下图标记感应电流方向，并填写表格

条形磁铁

运动情况

N极向下

插入线圈

N极向下

拔出线圈

S极向下

插入线圈

S极向下

拔出线圈

原磁场方向

穿过线圈的磁

通量变化情况

感应电流

的磁场方向

原磁场与感应

电流的磁场方

向关系

磁体间的

作用情况

结论：

①当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场________

当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场________

②磁铁靠近线圈时，两者________

磁铁远离线圈时，两者________

2．当线圈中的磁通量增加时，感应电流的磁场是有助于磁通量的增加还是阻碍了磁通量的增加？

减少时，感应电流的磁场是有助于磁通量的减少还是阻碍了磁通量的减少？

3．叙述楞次定律的内容

4．【例1】在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示。

它们是：

电流表；直流电源；带铁芯的线圈A；线圈B；开关；滑动变阻器　（用来控制电流以改变磁场强弱）。

（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）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将________（填“左偏”“右偏”或“不偏”）。

对应训练

1．关于感应电流的磁场，下列说法中正确的是（　　）

A．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反

B．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同

C．感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小

D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化

学点2　对楞次定律的理解和应用

1．当闭合回路的磁通量变化时，闭合回路中有几个磁场？

2．楞次定律中的阻碍是指谁起阻碍作用？

阻碍的是什么？

怎样阻碍？

阻碍是阻止吗？

3．课本11页思考讨论，

得出结论：

产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律，这是能量转化的必然结果，阻碍的作用是克服磁场力做功，把其他形式的能（或其他电路的电能）转化（或转移）为感应电流所在回路的电能，没有阻碍作用就不能实现能量的转化（或转移）

4．结合下表完成课本11页例1，并总结楞次定律解题步骤

研究对象

穿过线圈

原磁场的

方向

磁通量

变化

感应电流

磁场方向

感应电流

方向

解题步骤：

5．【例2】如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（　　）

A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

学生讨论一段时间后，把任务分给小组，组内总结，选出展示的同学。

展示过程其他小组评价

学生总结（紧扣知识目标）教师适当小结

　4.3　楞次定律

（2）

学点3　楞次定律中阻碍作用的体现

1．磁通量变化的角度阻碍的体现

①