高二物理导学案.docx

1、高二物理导学案奥斯特在什么思想的启发下发现了电流的磁效应？ 问题2：奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？ 问题3：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？ 问题4：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上思考对称性原理从而得出了什么样的结论？问题5：其他很多科学家例如安培、科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验可他们都没有成功他们问题出现在那里？ 问题6：法拉第经过无数次试验经历10年的时间终于领悟到了什么？ 问题7：什么是电磁感应？什么是感应电流？ 问题8：通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？ 探究案探究一、奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应 1、是什

2、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。探究二：法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象 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过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，

3、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。 4.2探究感应电流产生的条件【学习目标】1. 观察电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。2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【重点、难点】通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 预习案学法指导：本节是一节实验课，要通过实验找到能够产生感应电流的条件并体会实验探究的方法。预习本节探究案探究一、闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表

4、的指针，把观察到的现象记录在下表中。导体棒的运动表针摆动方向导体棒的运动表针摆动方向向右平动向后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论：探究二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出演示：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下表中。磁铁的运动表针摆动方向磁铁的运动表针摆动方向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极从线圈抽出S极从线圈抽出结论：探究三：模拟法拉第的实验演示：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

5、操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在下表中。开关和变阻器的状态线圈B中有无电流开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片结论：问题1：分析论证实验一：闭合电路的部分导体切割磁感线实验二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中出实验三：模拟法拉第的实验问题2：归纳总结训练案题型一：电磁感应与电流磁效应1许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是()A卡文迪许测出引力常数B法拉第发现电磁感应现象C安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式D库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律2下列现象中，能表明电和磁有联系的是()A摩擦起

6、电B两块磁铁相互吸引或排斥C小磁针靠近通电导线时偏转D磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流3如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是()题型二：磁通量及其变化4关于磁通量，下列说法中正确的是()A磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B磁通量越大，磁感应强度越大C通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D磁通量就是磁感应强度5.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_.6.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕

7、cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量变化分别为1和2则()A12 B12C12 D无法确定题型三：产生感应电流的条件8在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是()9.如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是()A将线框向左拉出磁场B以ab边为轴转动(小于90)C以 ad边为轴转动(小于60)D以bc边为轴转动(小于60)4.3楞次定律【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。【重点、难点】1楞次定律的获

8、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。 预习案学法指导：本节通过实验找到了判断感应电流的方法，在学习中要主动地培养自己的观察、分析、概括能力，深入理解楞次定律和右手定则并能熟练应用。预习课本9-14页1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？2、磁通量的变化包括哪情况？3、如图，已知通电螺线管的磁场方向，问电流方向？4、如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问有没有感应电流？ 感应电流方向如何？探究案探究一、感应电流的方向实验目的：研究感应电流方向的判定规律。实验步骤：1、按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指

9、针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?）( )2、记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。(绕向： ) 3、把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。根据实验结果，填表： NS插入拔出插入拔出原磁场的方向原磁场磁通量的变化感应电流的方向（俯视）感应电流磁场的方向（右手判断）原磁场与感应电流磁场的方向关系问题1：请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？问题2：当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场是有助于磁通量

10、的增加还是阻碍了磁通量的增加？ 问题3：当线圈内磁通量减少时，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？得出结论： 探究二：对楞次定律的理解：1、闭合电路中存在几种磁场，分别是什么 2、怎样理解“阻碍”的含义：（1）、谁在阻碍： （2）、阻碍什么： （3）、如何阻碍： （4）、能否阻止： （5）、为何阻碍（从能量守恒角度解释）： 3、应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤探究三：楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线问题1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗？问

11、题2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？（1）、右手定则的内容：伸开 手让拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在 内，让磁感线 从掌心进入， 指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中 （2）、适用条件： 的情况（3）、说明：右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解，所以右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况训练案题型一：楞次定律1.如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为()A外环顺时针、内环逆时

12、针B外环逆时针，内环顺时针C内、外环均为逆时针D内、外环均为顺时针2关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流D感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化题型二：左、右手定则的综合应用3闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是()A向左平动进入磁场 B向右平动进入磁场C向上平动 D向下平动4.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2.

13、则()A导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左5.如图所示，MN，PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab，cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab沿轨道向右滑动时，则()Acd向右滑 Bcd不动Ccd向左滑 D无法确定题型三：楞次定律的综合应用6如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中的哪一图线

14、所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大？()7如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力对FN，则()At1时刻，FNG Bt2时刻，FNGCt3时刻，FNG Dt4时刻，FNG4.4法拉第电磁感应定律【学习目标】1.了解感应电动势，知道产生感应电动势的那部分导体相当于电源2.知道感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关3.理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，能区别磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率三个概念4.理解法拉第电磁感应定律，掌握表达式5.知道

15、导体垂直切割磁感线运动时产生的感应电动势的表达式，并能进行简单的计算【重点、难点】1.会用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小2.会用E=Blv或E=Blvsin计算导体切割磁感线时的感应电动势3. 了解反电动势 预习案学法指导：本节学习法拉第电磁感应定律，通过学习要理解感应电动势、磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率、反电动势等概念，能够熟练应用法拉第电磁感应定律和推导式进行相关计算。1.穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会有感应电流。闭合电路中有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路不闭合，虽然没有感应电流，但电动势仍然存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫_,产生感应电动势的那部分

16、导体相当于_.2 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟 _成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈，且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同，则整个线圈产生的感应电动势大小E= 。3 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时，如果运动方向与磁感线垂直，那么导线中感应电动势的大小与 、 和 三者都成正比。用公式表示为E= 。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一夹角，我们可以把速度分解为两个分量，垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线，对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为E=Blvsin。探究案探究一、法拉第电磁感

17、应定律1、内容：电路中的感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。表达式1：由于n匝线圈可以看成n个单匝线圈串联，就像n个电池串联一样故整个线圈的感应电动势为：表达式2：注意：这两个公式只表示感应电动势的大小，不涉及它的正负，计算时应取绝对值，而感应电流的方向用楞次定律去判断。2、理解： .E的大小与无关，与线圈的匝数n成正比，与磁通量的变化率/t成正比 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势，若电路是闭合的，就会有感应电流产生 求感应电动势的平均值时，一定要用公式求解 磁通量的变化率在大小上等于单匝线圈产生的感应电动势.计算电动势时，常有以下两种情况：E

18、=nB.S/t.面积不变，磁感应强度发生变化；E=nB.S/t面积改变，磁感应强度不变。.产生感应电动势的那部分导体相当于电源探究二：导线切割磁感线时的感应电动势如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？这是导线切割磁感线时的感应电动势计算公式，需要理解（1）、B,L,V两两 （2）、导线的长度L应为 长度（3）、导线运动方向和磁感线平行时，E= （4）、速度V为平均值（瞬时值），E就为 （ ）问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，感应电动势可用上面的公式计算吗？如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于

19、匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势公式比较：与E=BLv探究三：电动机的反电动势问题1、什么是反电动势？2、注意：电动机只有在转动时才会出现反电动势（线圈转动切割磁感线产生感应电动势）；线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反，所以称为反电动势；有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率P=E反I；电动机工作时两端电压为U=E反+Ir（r是电动机线圈的电阻），电动机的总功率为P=UI，发热功率为P热=I2r，正常情况下E反Ir，电动机启动时或者因负荷过大停止转动，则I=U/r，线圈中电流就会很大，可能烧毁电动机线圈。训练案

20、题型一：感应电动势1关于感应电动势，下列说法中正确的是()A电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势2.如图所示，矩形线框向右做切割磁感线运动，分析线框中是否有感应电流？是否有感应电动势？为什么？3将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有()A磁通量的变化量 B磁通量的变化率C感应电流的大小 D流过导体横截面的电荷量题型二：法拉第电磁感应定律4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈()A磁通量最大，磁通量变化率最大，感

21、应电动势最小B磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小5单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则OD过程中()A线圈中O时刻感应电动势最大B线圈中D时刻感应电动势为零C线圈中D时刻感应电动势最大D线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V题型三：导体切割磁感线的电动势6.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直如图所示，则有()AUab0 BUaUb，Uab保持不变CUaUb，Uab越来越大DUaU

22、b，Uab越来越大7.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45角，E、F分别为PS和PQ的中点关于线框中的感应电流()A当E点经过边界MN时，感应电流最大B当P点经过边界MN时，感应电流最大C当F点经过边界MN时，感应电流最大D当Q点经过边界MN时，感应电流最大4.5电磁感应现象的两类情况【学习目标】1知道电磁感应现象中的感生电场及共作用。2会用相关公式计算电磁感应问题。3了解电磁感应现象中的洛伦兹力及其作用。【重点、难点】1. 重点：感生电动势和动生电动势产生的原因。2. 难点：电磁感应问题的计算。 预习案

23、学法指导：本节课主要学习电磁感应现象中的两种电动势，通过学习要知道感生电动势和动生电动势产生的原因并能够进行区别。预习课本19-21页探究案探究一、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势1、教材图4.5-1，穿过闭合回路的磁场增强，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？2、什么是感生电动势？3、感生电场的方向应如何判断？提示：回想一下，感应电流的方向如何判断？电流的方向与电荷移动的方向有何关系？4、阅读教材19页例题并完成下列问题：a被加速的电子带什么电？ b电子逆时针运动，等效电流方向如何？ c加速电场的方向如何？ d使电子加速的电场是什么电场？ e电磁铁的磁场

24、怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为什么？ 探究二：电磁感应现象中的洛伦兹力与动生电动势1、 阅读教材第20页的思考与讨论2、 什么是动生电动势？3、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。训练案题型一：两种感应电动势的产生1.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是() A沿AB方向磁场在迅速减弱B沿AB方向磁场在迅速增强C沿BA方向磁场在迅速增强D沿BA方向磁场在迅速减弱2.如图所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁

25、感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么()A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球所受的磁场力一定不断增大C小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功3.如图所示，导体AB在做切割感线运动时，将产生一个感应电动势，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伦兹力有关C动生电动势的产生与电场有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的题型二：电磁感应中的能量转化与守恒4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为yx2，其下半部处在一

26、个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块从抛物线yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()Amgb B. mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv25.如图所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为L)以不同的速度v1和v2匀速拉出磁场，线圈电阻为R，那么两次拉出过程中，外力做功之比W1W2_.外力做功功率之比P1P2_.6.如图所示，金属杆ab以恒定的速度v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是()

27、Aab杆中的电流与速率v成正比B磁场作用于ab杆的安培力与速度v成正比C电阻R上产生的电功率与速度v的平方成正比D外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比7.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()A. BBL C. D. 题型三：电磁感应中的能量转化与守恒电磁感应与力学综合8如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金

28、属杆ab与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是()4.6互感和自感【学习目标】1.知道互感现象，以及互感现象在电工技术和电子技术中的广泛应用。2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。3.知道自感系数的意义和决定因素【重点、难点】1.自感电动势的作用，会解释自感现象2.决定自感系数的因素3.自感现象的利与弊以及对它的利用和防止 预习案学法指导：互感和自感是电磁感应现象的特例，要通过学习明确互感和自感的原理。1两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的 时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生 ，这种现象叫互感利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈2当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近