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1、最新物理选修32学案第四章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

2、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。21831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

3、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

4、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_。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1运用公式21，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 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

5、方向，搞清初、末磁场1和2，则21各量均带符号运算，变化量大小为|21|。【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()A0B2BSC2BScos D2BSsin对应训练2.有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B0.8 T，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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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：确定_方向判定穿过闭合电路_的如何变化(增大还是减小)；确定感应电流的_方向(增反减同)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

11、况结论：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_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

12、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

13、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

14、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“增反减同”的含义：原磁场磁通量增加，感应磁场与原磁场_，原磁场磁通量减小，感应磁场与原磁场_“增缩减扩”的含义：电磁感应致使导体回路的面积变化，收缩或扩张是为了阻止回路磁通量的变化，当闭合回路的磁通量_时，面积有收缩趋势，当闭合回路的磁通量_时，面积有扩张趋势。2相对运动的角度阻碍的体现“来拒去留”的含义：当导体与磁体靠近时，感应电流的安培力要阻碍它们之间的_，当导体和磁体远离时，感

15、应电流的安培力要阻碍它们之间的_对应训练2.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时()Ap、q将互相靠拢Bp、q将互相远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g即时巩固1如图所示，条形磁铁固定在小车上，闭合金属圆环固定于水平面上，不计一切摩擦。给小车一初速度v0，下列描述正确的是()A小车做匀速运动B小车做减速运动C圆环有扩张的趋势D圆环有收缩的趋势即时巩固2如图所示，当磁铁绕O1O2轴匀速转动时，矩形导线框(不考虑重力)将如何运动？学点4右手定则1课本12页思考和讨论2右手定则内容3课本13页第3题利用右手定

16、则判断感应电流、对应训练1、对应训练1.在图中，假定导体棒AB向右运动。(1)试用楞次定律和右手定则两种方法判断：导体棒AB中感应电流是沿哪个方向的？(2)A、B两点哪点电势高？4楞次定律与右手定则的比较从研究对象上看，楞次定律研究是整个_，右手定则研究的是闭合回路的_，即一段导体做切割磁感线运动从适用范围上看，楞次定律用于_，右手定则只适用于_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,4.4法拉第电磁感应定律学习目标：一、知识与技能1知道什么叫感应电动势2理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式3知道公式EBLvs

17、in的推导过程4会用En/t和EBLvsin解决问题二、过程与方法1经历法拉第电磁感应定律的建立过程，进一步认识电与磁之间的联系，培养学生空间思维能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力2通过对实验的分析和研究，体会类比法、控制变量法在物理学中的作用，培养学生对不同事物进行分析，找出共性和个性的辩证唯物主义思想三、情感态度与价值观通过实验方案的自主设计，及对不同实验现象的归纳总结，体验探究的快乐重点：法拉第电磁感应定律的建立以及理解难点：磁通量的变化量和磁通量的变化率的区别1在_现象中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_。电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正

18、比，即E_，这就是法拉第电磁感应定律。当导线垂直切割磁感线时，导线中产生的感应电动势为E_，如果导线不是垂直切割磁感线，则产生的感应电动势为E_。2有一个n匝线圈，面积为S，在？t时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了？B，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为_，磁通量的变化率为_，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为_，磁通量的变化率为_。区别 、/t一、感应电动势闭合电路中要维持电流，其中必有电动势的存在，在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流，必然存在对应的电动势，即感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源如甲图，线圈相当于电源，其电动势为感应电动势，线圈的电阻相当于电源内阻，其等

19、效电路图如乙图 问题：怎样判断电源的正负极？练习、找出电源，并判断电源的正负极【例1】在北半球，地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处电势为2，则()A若飞机从西往东飞，1比2高B若飞机从东往西飞，2比1高C若飞机从南往北飞，1比2高D若飞机从北往南飞，2比1高 对应训练1.在图中，假定导体棒AB向右运动。(1)试用楞次定律和右手定则两种方法判断：导体棒AB中感应电流是沿哪个方向的？(2)A、B两点哪点电势高？学点2电磁感应定律1请写出法拉第电磁感应定律(解释比例系数什么情

20、况下等于1，磁通量，磁通量的变化，磁通量的变化率的区别 /t图像的意义)2(1)公式(2)复习磁通量改变的三种方式(3)公式可求什么样的电动势巩固：完成课后17页1、2题【例2】如图(甲)所示，螺线管匝数n1500匝，横截面积S20 cm2，导线的电阻r1.5 ，R13.5 ，R225 。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图451(乙)所示规律变化，则R2消耗的电功率是多大？对应训练2.如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B(20.2t)T，定值电阻R16 ，线圈电阻R24 。求：(1)磁通量变化率，回路中的感应电动势

21、；(2)A、B两点间电压UAB。学点3导线切割磁感线时的感应电动势1如图B、L、V三者互相垂直，请推导E的公式2若V与导线垂直，但与磁感线方向有一个夹角请推导E的公式3此公式可以求什么样的电动势，请说明4等效长度(1)公式EBLV中的L指的是直导线的有效长度，怎样定义呢？(2)如右图甲乙丙三导线切割磁感线，求三种情况下的感应电动势对应训练3.在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是()A乙和丁B甲、乙、丁C甲、乙、丙、丁 D只有乙延伸问题：导体棒在磁场中的转动问题【例题】导体棒长为L，在匀强磁场中绕a点以角速度切割磁感线转动，如图所示，若磁感应强度为B，求Uab？学生讨论

22、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点4反电动势1什么是反电动势2反电动势的作用3电动机在工作中若由于机械阻力过大而停止转动，会产生什么结果，我们应当怎么办？学生总结(紧扣知识目标)教师适当小结,4.5电磁感应现象的两类情况(1)学习目标：一、知识与技能1了解感生电场，知道感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，并会计算它的大小。2了解动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系。会判断动生电动势的方向，并会计算它的大小。3了解电磁感应规律的一般应用，会联系科技实例进行分析。二、过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物

23、理的兴趣。三、情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。1英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种_，这种_会使闭合导体中产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。在这种情况下，所谓的非静电力就是这种_对自由电荷的作用，导体中感应电流的方向就是_的方向。如果感应电动势是由_产生的，它也叫做感生电动势。2当一段导线切割磁感线时，导线中的自由电荷会受到_力作用，并且在_力的作用下发生定向移动，从而使导线中产生感应电动势，这种感应电动势叫做_电动势。重点、难点：电磁感应规律的应用，学点1电磁感应现象中的感生电场1什么是感生电场2什么是感生电动势？其产

24、生原因？什么扮演了非静电力？3感生电动势的大小是多少？方向如何判断？4变化的磁场周围所产生的电场与电荷周围的静电场的区别？结论：感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因。【例1】有一面积为S100 cm2的金属环，电阻为R0.1 ，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？对应训练1.如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率B/tk，k为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为1的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作

25、用力的大小随时间的变化率。学点2电磁感应现象中的洛伦兹力(动生电动势)5动生电动势如何产生？什么扮演非静电力？6大小及公式推导(校本教材19页)，方向的判断？8课本20页思考与讨论感生电动势与动生电动势的比较和综合应用两种电动势感生电动势动生电动势表述不同产生原因不同相当于电源的部分的产生原因不同大小计算方向判断结论：(1)由EBLv计算导体切割磁感线产生的动生电动势大小，既可以是瞬时值，也可以是平均值。(2)用E/t求出的一般是感生电动势的平均值。【例2】如图设有界匀强磁场的磁感应强度B0.10 T，方向竖直向下，矩形导线框abcd的边长ab60 cm，bc40 cm，其ad边在磁场外。线框

26、向右水平匀速运动，速度v5.0 m/s，线框的电阻R0.50 。求：(1)线框中感应电动势的大小；(2)线框中感应电流的大小。对应训练2.如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，设导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是()A电路中的感应电流大小不变B电路中的感应电动势大小不变C电路中的感应电动势逐渐增大D电路中的感应电流减小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,4.5电磁感应现象的两类情况(2)问题一；电磁感应中的图象问

27、题对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键。解决图象问题的一般步骤：(1)明确图象的种类，即是Bt图还是t图，或者Et图、It图等。(2)分析电磁感应的具体过程。(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。(6)画图象或判断图象。【例1】在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的()对应训练1.一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图68所示。现令磁感应强度B随时间变化，先按如图所示的Oa图线变化，后来又按照图线bc、cd变化，令E1、E2、E3分别表