《电磁感应导学案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁感应导学案.doc（10页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、【教总42】 4.1划时代的发现 导学案【学习目标】1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。2知道电磁感应、感应电流的定义。3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。4领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。5以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。【学习重点】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。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。【学习难点】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。【自主学习】 (一)奥斯特梦圆“电生磁”-电流的
2、磁效应阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。思考并回答以下问题：（1）是什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。(二)法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。思考并回答以下问题：（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
3、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的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，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。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。（三）实例探究1.有关物理学史的知识【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_，
4、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_。解析：该题考查有关物理学史的知识。答案：奥斯特 安培 法拉第 库仑2.对概念的理解和对物理现象的认识【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电流周围产生磁场解析：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。答案：B【教总43】 4.2探究电磁感应的产生条件 导学案1主备人：王 磊 审核人：徐 燕【学习目标】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。3学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论
5、的科学探究方法.4通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。【学习重点】通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。【学习难点】感应电流的产生条件。【自主学习】一、“电生磁”和“磁生电”11820年，丹麦物理学家 发现载流导线能使小磁针偏转，这种现象成为电流的磁效应。21831年，英国物理学家 发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫 。二、产生感应电流的条件1磁通量（ ）的定义：在 中有一个与磁场方向 的平面，磁感应强度为B，平面的面积为S， 与 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。公式： 磁通量是 量，但有 之分，国际单位
6、磁通量的形象表述是穿过这个面的 。2产生感应电流的条件：电路 磁通量发生 交流展示、精讲释疑1实验观察（1）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。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表中。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。（2）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表中
7、。结论：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中。结论：只有当线圈A中电流 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
8、），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
9、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。4.实验检验：在如图所示的匀强磁场内移动闭合线框，在线框内有无感应电流产生？若在匀强磁场内转动线框，有无感应电流产生？“闭合电路的部分导体切割磁感线”与“闭合电路切割磁感线运动”有区别吗？【反馈练习】课后问题与练习1.2和3【课后作业】1.关于磁通量、磁通密度、磁感应
10、强度，下列说法正确的是（ C D ）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1 m2的面积上穿过的最大磁通量2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（ ABC ）AWb/m2 BN/AmCkg/As2 Dkg/Cm3.关于感应电流，下列说法中正确的是（ D ）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
11、应电流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（C ）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（ B ）A增大 B减小C不变 D无法确定如何变化6. 如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动下列四个图中能产生感
12、应电流的是(D)【教总44】4.2探究电磁感应的产生条件 导学案2主备人：王 磊 审核人：徐 燕【学习目标】1.知道产生感应电流的条件2.会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。【学习重点】会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流【学习难点】举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。【自主学习】1.磁通量（ ）的定义：在 中有一个与磁场方向 的平面，磁感应强度为B，平面的面积为S， 与 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。公式： 2.磁通量是 量，但有 之分。3.磁通量的形象表述是穿过这个面的 。4.产生感应电流的条件 交流展示、精讲释疑【例题1】关于感应电流,下列说法中正确的是
13、( )A只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流D只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流解析:感生电流产生的条件：首先，穿过电路的磁通量必须变化；其次，电路必须闭合。本题（A）（B）（D）选择支都不能确保两点都满足，故不能选。 故（C）正确。【例题2】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,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ).A.导线中电流强度变大 B.线框向右平动C.线框向下平动 D.线框以ab边为轴转
14、动解析:直线电流在其周围产生的磁感应强度与导线中的电流强度和考查点到导线的距离有关（B=KI/r）。本题(A)因电流强度的变大使穿过线框回路的磁场变强从而使磁通量发生了变化；(B)因线框向外运动使穿过线框回路的磁场变弱，从而使线框回路的磁通量发生变化；(D)主要是因为线框面与磁场方向的夹角不断变化，从而使线框回路的磁通量发生变化；(C)影响电路磁通量的三个因素都没有改变，故磁通量不变。故（A）（B）（D）正确。【例题3】如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是_.解析:螺线管外部的磁场类似于条形磁铁的磁场，内部的磁场是匀
15、强磁场在闭合金属环分别通过a、b、c时，穿过环面的磁通量的变化情况依次是变大、不变和变小，故能产生感生电流的是a，c。【例题4】如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生？（ ）。ABCD解析:A图，环面关于直导线对称分布，上下两个半环面上的磁场总是大小相等方向相反，穿过整个环面的磁通量恒为零；B图和C图，环面关于直导线不对称分布，穿过环面的磁通量不为零，当切断直导线中电流时，环面上的磁通量发生变化；D图，磁感线与回路导线是同心圆，穿过整个环面的磁通量恒为零。故闭合回路中会有感应电流产生的是B 、C【例题5】如图所示,
16、一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为l正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区.若dl,则在线框中不产生感应电流的时间就等于() A.B.C.D.GGGG解析:线框穿越磁场分进入、浸没和离开三个阶段，没有感生电流产生的是浸没阶段，本题该阶段对应的位移是d-2l，故在线框中不产生感应电流的时间就等于（D） 【反馈练习】课后问题与练习4.5.6和7【课后作业】1如图所示，一个矩形线框上有一电流计G，它们从一理想匀强磁场区域的上方自由下落，线圈平面与磁场方向垂直，在线圈下落的、三个位置中下列说法中正确的是（ D ）A.只在位置时有感应电流 B.只在位置时有感应电流C.只在位置时有感应电流 D.只在位
17、置时无感应电流 2如图所示，一有限范围的匀强磁场。宽度为d，将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速通过磁场区域区域，若dL，则在线框中不产生感应电流的时间应为等于：（ D ）A.d/v B、L/v； C.（Ld）/v； D.（L2 d）/v。3电磁感应现象中能量的转化： 在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的 能转化为 能。无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的。(机械 电)4如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是（ A ）A线圈从图示位置转过90的过程中，
18、穿过线圈的磁通量不断减小B线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C线圈从图示位置转过180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D线圈从图示位置转过360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化5如图所示线圈两端接在电流表上组成闭合回路。在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是 （ D ）NSOA.线圈不动，磁铁插入线圈 B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动 D.磁铁插在线圈内不动6一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(如图)下列运动中能使线圈中产生感应电流的是（ AB ） AN极向外、S极向里绕O点转动 BN极向里、S极向外，绕O点转动C在
19、线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动 D垂直线圈平面磁铁向纸外运动dbca7如图所示，矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中使线圈产生感应电流的是 （ AB ）A.以bc为轴转动45 B.以ad为轴转动45C.将线圈向下平移 D. 将线圈向上平移【教总45】 4.3楞次定律 导学案1主备人：王 磊 审核人：徐 燕【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培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4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。【学习重点】1楞次定律的获得及理
20、解。2利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。【学习难点】楞次定律的理解及实际应用。【自主学习】1感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 ，这就是楞次定律。2从磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要 ，从导体与磁场的相对运动的角度看，感应电流的磁场总要 。交流展示、精讲释疑一、实验探究某同学根据条形磁铁插入、拔出螺线管实验得到感应电流的方向如下图所示：条形磁铁运动情况N极向下插入S极向下插入N极向上拔出S极向上拔出原磁场方向向下向上向下向上穿过线圈的磁通量变化情况增加增加减少减少线圈中感应电流的方向自下而上自上而下自上而下自下而上感应电流的磁场方向向上向下向下向上原磁场与感应电
21、流的磁场方向关系相反相反相同相同磁体间的相互作用情况排斥排斥吸引吸引二、实验结论楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。注：1、对“阻碍”的理解：谁在阻碍？感应电流的磁场。阻碍什么？阻碍原磁通量的变化。如何阻碍？原磁通量增大，感应电流的磁场方向与其相反;原磁通量减小，感应电流的磁场方向与其相同。（增反减同）能否阻止？不能阻止。2、楞次定律有两层含义：从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍原磁通量的变化。从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的相对运动。 abcd三、右手定则对闭合电路的一部分导体切割磁感线产生的感应电流的方向的判断
22、有特殊的方法：右图所示，当导体棒ab以速度向右运动时，利用楞次定律判断abcd回路中感应电流的方向。右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，则其余四指所指的方向就是感应电流的方向。（四指电流拇指动，磁感线要穿掌心）G abcdB【例题1】如图所示，导体棒ab沿轨道向右匀速滑动，判断ab中感应电流方向？ 【解析】导体棒ab沿轨道向右匀速滑动，由右手定则有ab中的电流方向为由b到a【反馈练习】课后问题与练习1.2.3和4【课后作业】1.如图1所示，开关闭合的瞬间，流过电流计的电流方向是 。（填“顺时针”或“逆时针”）
23、。2.如图2所示，正方形线框abcd的边长为d，向右通过宽为L的匀强磁场，且dL，则在线圈进入磁场的过程中，线框中的感应电流方向为 ；在线框移出磁场的过程中，线框中的感应电流方向为 。3根据楞次定律知感应电流的磁场一定是：（ ） A阻碍引起感应电流的磁通量； B与引起感应电流的磁场反向； C阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D与引起感应电流的磁场方向相同4如图右所示，乙线圈和甲线圈互相绝缘，且乙线圈的一半面积在甲线圈内，当甲线圈中的电流逐渐减弱时，乙线圈的感应电流：（ ）A为零 B顺时针方向 C逆时针方向 D无法确定5如图右所示，A为一带负电的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环L中产生了如图所示
24、的感应电流，则A的转动情况是：（ ）A顺时针加速转动 B逆时针加速转动C顺时针减速转动 D逆时针减速转动6如图7所示的螺线管内有软铁棒，当电键S闭合的瞬间，灵敏电流计G内是否有电流通过？若有，请说明电流的方向。并简述理由。答案：1逆时针 2、abcda adcba 3. C 4。D 5。BC6有。 在线圈外部电流方向为ab；S闭合时P的右端是S极，相当于S极向线圈Q靠近，Q的右端应该出现S极阻碍S极的靠近，所以Q作为一个电源，它的左端是电源正极，电流从a流出来。【教总46】 4.3楞次定律 导学案2主备人：王 磊 审核人：徐 燕【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。
25、2能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向3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。【学习重点】利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。【学习难点】楞次定律的理解及实际应用。【自主学习】1感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 ，这就是楞次定律。2右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从 ，并使拇指指向 的方向，则其余四指所指的方向就是 的方向。（四指电流拇指动，磁感线要穿掌心）交流展示、精讲释疑一、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“磁通量的变化”： 3.怎样理解“阻碍”的含
26、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）： 拓展：从磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化。当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同；即“增反减同”从导体与磁体的相对运动角度来看，感应电流的磁场总要阻碍相对运动。当磁体靠近导体时，感应电流的磁场就阻碍磁体的靠近；当磁体远离导体时，感应电流的磁场就阻碍磁体的远离；即“来拒去留”二、楞次定律的应用例1：教材P11 例题1 例2：教材P12 例题2三、总结应用楞次判断感应电流方向的主要步骤：1明
27、确所研究的闭合回路，判断原磁场方向。2判断闭合回路内原磁场的磁通量变化。3由楞次定律判断感应电流的磁场方向。4由安培定则判断出感应电流的方向。【例题分析】【例题3】两个同心导体环。内环中通有顺时针方向的电流。外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？【解析】内环中通有顺时针方向的电流，由右手螺旋管定则知：外环中的磁通量向里当内环中电流逐渐增大时，外环中向里的磁通量增大，根据楞次定律知，外环中感应电流的磁场向外，再由由右手螺旋管定则知，外环中的感应电流方向为逆时针ACBDB【例题4】如图，光滑平行金属导轨置于水平面上，AB、CD两导体直棒相互平行横置于导轨上，匀强磁
28、场方向竖直向上，当导体棒AB向右移动时，CD将如何运动？【解析】导体棒AB向右移动，由右手定则知：AB中的电流由A到B，CD中的电流由C到D，由左手定则有CD所受到的安培力向右。CD向右运动【反馈练习】课后问题与练习5.6和7【课后作业】1如图所示，CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断ABCD和ABFE两IABCD个电路中感应电流的方向。（ABCDA ABFEA）2.右图所示，在长直流导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧左右平移时，其中产生了ABCDA方向的电流。请判断：线圈在向哪个方向移动？（向左平移
29、）3右图所示，当条形磁铁由较远处向螺线管平移靠近时，流过电流计的电流方向是_ bGa _，当磁铁远离螺线管平移时，流过电流计的电流方向是 aGb 。4右图所示，当变阻器R的滑动触头向右滑动时，流过电阻R的电流方向是 aRb 。5右图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面方向向内.一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，则（ AD ）A导线框进入磁场时，感应电流的方向为abcdaB导线框离开磁场时，感应电流的方向为abcdaC导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左6右图所示，光滑固定的导轨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接近回路时（ AD ）Ap、q将互相靠拢 B.p、q将互相远离C磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g7.如图4所示，电池的正负极未知，在左侧软铁棒插入线圈过程中，悬吊在线圈右侧的铝环将：（ B ）A不动 B向右运动 C向左运动 D可能向右运动，也可能向左运动
