电磁感应规律的应用教学设计.doc
电磁感应现象及应用教学设计-高二上学期物理人教版
1《电磁感应现象及应用》教学设计一、教材分析本节课选自人教版高中物理教材必修三第十三章第3节，教材的编排从初中学过的知识点闭合电路的部分导体切割磁感线会产生感应电流入手，再设计学生探究实验，最后归纳总结出产生感应电流的条件，编排符合学生的认知规律。
本节内容主要包括小组合作自主探究实验，以及总结归纳感应电流的产生条件，本节课是在学生学习了电流的磁效应以及磁通量等知识的基础上，通过实验探究自主得到感应电流的产生条件，是对前面学习的深化，同时也为后续楞次定律、法拉第电磁感应定律的学习奠定基础，因此本节课在物理学知识体系中起到了承上启下的重要作用。
《课程标准》对本节的要求是“能通过实验，理解感应电流的产生条件。
可见《课程标准》对本节的要求是让学生经历通过实验获得知识的探究过程，学习科学探究的方法。
本节注重培养学生通过观察、记录和分析得出结论的能力、实验能力和合作能力。
以此提升学生物理核心素养。
二、学情分析学生已经学习了永磁体的磁场、电流的磁场，磁感线和磁通量的有关知识，但对磁通量的理解还不是很深刻。
高二年级学生的实验操作技能都有了较大的提高，并有过多次科学探究的经历，为本节顺利完成探究实验提供了能力保证。
但学生在大量实验结果基础上，抽象出产生感应电流的本质，跨度大，对学生抽象思维能力有较高的要求，同时由于学生对磁通量概念的理解还不是很深刻，所以教学中要注意新旧知识的衔接与过渡，在教学过程中要为学生提供足够的感性材料，多让学生自行探索，亲自动手设计实验，激发学生的物理学习兴趣。
三、教学目标关于《电磁感应现象及应用》这节内容的教学设计，要体现新课标提出的核心素养，应包括以下四部分：1、物理观念:理解感应电流的产生条件。
2、科学思维:会用感应电流的产生条件解释与电磁感应现象有关的问题。
3、科学探究:通过归纳概括得出结论的学习，让学生学习抽象概括的思维方法；通过科学探究，培养学生自主学习和合作学习的能力。
4、科学态度与责任:培养学生勤观察、多动手的学习习惯，培养学生持之以恒，追求真理的科学态度。
《电磁感应规律的应用》教案（最终定稿）
《电磁感应规律的应用》教案（最终定稿）第一篇：《电磁感应规律的应用》教案选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》一、教材分析由感生电场产生的感应电动势—感生电动势，由导体运动而产生的感应电动势—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以产生电场，即使没有电路，感生电场依然存在，这是对电磁感应现象认识上的飞跃。
二、教学目标1．知识目标：（1）．知道感生电场。
（2）．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
2．能力目标：理解感生电动势与动生电动势的概念3．情感、态度和价值观目标：（1）。
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，同时提高学习物理的兴趣。
（2）。
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。
三、教学重点难点重点：感生电动势与动生电动势的概念。
难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。
四、学情分析学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后，本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念，因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。
五、教学方法1．分组探究讨论法，讲练结合法2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：结合本节学案来预习本节课本内容。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：以学习小组为单位课前预习讨论两个重要概念及其实质。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
什么是电源？什么是电动势？电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
《电磁感应定律》教案
《电磁感应定律》教案一、教学目标1. 让学生理解电磁感应现象的定义和特点。
2. 让学生掌握法拉第电磁感应定律的表述和适用条件。
3. 让学生了解电磁感应现象在生活和科技中的应用。
4. 培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力。
二、教学内容1. 电磁感应现象的定义和特点2. 法拉第电磁感应定律的表述和适用条件3. 电磁感应现象的实验验证4. 电磁感应现象在生活和科技中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：电磁感应现象的定义、特点和法拉第电磁感应定律的表述。
2. 教学难点：法拉第电磁感应定律的适用条件和电磁感应现象的实验验证。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究电磁感应现象。
2. 使用多媒体课件，辅助讲解电磁感应定律。
3. 开展实验活动，让学生直观感受电磁感应现象。
4. 组织小组讨论，培养学生的合作能力。
五、教学过程1. 导入：通过展示电磁感应现象的图片和视频，激发学生的兴趣。
2. 新课导入：介绍电磁感应现象的定义和特点。
3. 讲解法拉第电磁感应定律：阐述定律的表述和适用条件。
4. 实验验证：安排学生进行电磁感应实验，观察和记录实验现象。
5. 应用拓展：介绍电磁感应现象在生活和科技中的应用。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学策略1. 案例分析：通过分析具体的电磁感应现象案例，让学生更好地理解电磁感应定律。
2. 问题解决：设置一些与电磁感应相关的问题，让学生运用所学知识进行解决。
3. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享彼此的看法和理解，提高学生的合作能力。
七、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与情况，包括提问、回答问题、讨论等。
2. 作业完成情况：评估学生完成作业的质量，包括理解程度、解答准确性等。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的观察、记录和分析能力。
八、教学资源1. 多媒体课件：通过课件展示电磁感应现象的图像、动画和视频，帮助学生更好地理解。
2. 实验器材：准备相关的实验器材，让学生进行电磁感应实验。
《主题六 第五节 电磁感应及其应用》教学设计
《电磁感应及其应用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电磁感应的观点，掌握法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 过程与方法：通过实验探究，掌握电磁感应的规律，学会运用法拉第电磁感应定律分析问题。
3. 情感态度与价值观：培养科学探究精神，树立理论与实践相结合的思想。
二、教学重难点1. 教学重点：法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 教学难点：电磁感应在实际生活和工业生产中的应用，如发电机、变压器等的工作原理。
三、教学准备1. 准备教学用具：电磁感应实验装置、发电机模型、变压器实物等。
2. 准备教学内容：制作PPT，包括图片、视频、案例等，以帮助学生更好地理解电磁感应及其应用。
3. 准备学生材料：一些基本的电磁感应应用案例，让学生提前了解和学习。
四、教学过程：1. 引入课题(1)通过生活实例引入电磁感应现象，如电磁炉、发电机、变压器等。
(2)引导学生回顾初中学过的磁场知识，为后续学习打下基础。
(3)教师简要介绍电磁感应的基本观点和定律。
2. 实验探究(1)学生分组实验：利用实验室提供的实验器械，探究电磁感应现象。
(2)引导学生观察实验现象，记录实验数据和结论。
(3)教师对实验过程中出现的问题进行讲解和指导。
3. 理论知识学习(1)教师讲解电磁感应定律及其应用，包括楞次定律、右手定则等。
(2)学生根据实验数据和结论，自主总结电磁感应定律的应用。
(3)教师对学生的总结进行点评和补充。
4. 实际应用举例(1)教师介绍电磁感应在生产、生活、科技等方面的应用，如发电机、变压器、磁悬浮列车等。
(2)学生了解电磁感应在实际应用中的优点和局限性。
5. 教室互动环节(1)学生就所学知识进行提问，教师进行解答。
(2)学生之间进行交流和讨论，共同探讨电磁感应在实际应用中的更多可能性。
6. 作业安置(1)要求学生预习下节课内容，准备讨论发言。
(2)安置与电磁感应相关的小论文或报告，鼓励学生进一步探究和学习。
《电磁感应规律的应用》教案2(新人教版选修3-2)
电磁感应规律的应用教案高考趋势展望电磁感应的规律——楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用是中学物理的主干知识之一，是历年高考每年必考的内容.其中既有难度中等的选择题，也有难度较大、综合性较强的计算题，考查频率较高的知识点有感应电流产生的条件、感应电流的方向判定及导体切割磁感线产生感应电动势的计算.另外，自感现象及有关的图象问题，也常出现在考题中.因此在本专题的复习中，应理解并熟记产生感应电动势和感应电流的条件，会灵活地运用楞次定律判断各种情况下感应电动势或感应电流的方向，能准确地计算各种情况下感应电动势的大小，并能熟练地利用题给图象处理相关的电磁感应问题或用图象表示电磁感应现象中相应的物理量的变化规律.知识要点整合1.无论什么原因，只要穿过回路的磁通量发生变化，就会发生电磁感应现象，其中由于回路自身电流的变化所导致的电磁感应现象叫做自感现象.是否发生了电磁感应现象，是以是否产生了感应电动势为标志的.即只要产生了感应电动势（不管是否产生了感应电流），就算发生了电磁感应现象，如图3-6-1，一根导体棒或一个闭合的线圈在匀强磁场切割磁感线时，导体棒和线圈中并无感应电流，但棒中和线圈的两个边中都产生了感应电动势，故都发生了电磁感应现象.图3-6-12.楞次定律是判定感应电流（或感应电动势）方向的一般规律，普遍适用于所有电磁感应现象.其内容为：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.在理解楞次定律时，应特别注意：（1）阻碍不是阻止，磁通量的变化是产生感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能产生感应电流了.（2）感应电流的磁场阻碍的是原磁场磁通量的变化而不是阻碍的原磁场.具体地说，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.另外，楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因.如：(1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化.(2)阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”.(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势.(4)阻碍原电流的变化（自感现象）.利用上述规律分析问题可以独辟蹊径，达到快速准确的效果.例如：图3-6-2中，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断在插入过程中导线环如何运动.若按常规方法，应先由楞次定律判断出环内感应电流的方向，再由安培定则确定环形电流对应的磁极，由磁极的相互作用确定导线环的运动方向.若直接由感应电流的效果分析：条形磁铁向环内插入过程，环内磁通量增加，环内感应电流产生的效果将阻碍磁通量的增加，使环向磁通量减小的方向运动，因此环将向右摆动..图3-6-2 3.（1）对于法拉第电磁感应定律E =t∆∆φ应从以下几个方面进行理解： ①它是定量描述电磁感应现象的普遍规律.不管是什么原因，用什么方式所产生的电磁感应现象，其感应电动势的大小均可由它进行计算.②一般说来，在中学阶段用它计算的是Δt 时间内电路中所产生的平均感应电动势的大小，只有当磁通量的变化率为恒量时，用它计算的结果才等于电路中产生的瞬时感应电动势.③若回路与磁场垂直的面积S 不变，电磁感应仅仅是由于B 的变化引起的，那么上式也可以表述为：E =StB ∆∆，ΔB /Δt 是磁感应强度的变化率，若磁场的强弱不变，电磁感应是由回路在垂直于磁场方向上的面积S 的变化引起的，则E =t ∆∆φ=B t S ∆∆.在有些问题中，选用这两种表达方式解题会更简单.④若产生感应电动势的那部分导体是一个匝数为n 的线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率t∆∆φ又相同，那么线圈所产生的总的感应电动势E =n ΔΦ/Δt (相当于许多相同电源串联）（2）公式E =BLv①公式E =BLv 是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，不具有普遍适用性，仅适用于计算一段导体因切割磁感线而产生的感应电动势，且在匀强磁场中B 、v 、L 三者必须互相垂直.②当v 是切割运动的瞬时速度时，算出的是瞬时电动势；当v 是切割运动的平均速度时，算出的是一段时间内的平均电动势.③若切割磁感线的导体是弯曲的，L 应理解为有效切割长度，即导体在垂直于速度方向上的投影长.④公式E =BLv 一般适用于在匀强磁场中导体各部分切割速度相同的情况，对一段导体的转动切割，导体上各点的线速度不等，怎样求感应电动势呢？如图3-6-3所示，一长为L 的导体棒AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动，转动区域内有垂直于纸面向里的电动势.AC 转动切割时各点的速度不等，v A =0,v C =ωL ,由A 到C 点速度按与半径成正比增加，取其平均切割速度21=v ωL ,得E =B L 21=v BL 2ω.图3-6-3为了证明这样做的正确性，我们可以假设如图3-6-4所示的闭合电路，经时间Δt ，AC 棒转过的角速度θ=ωΔt ,穿过回路的磁通量的变化量ΔΦ=2222BL t B L ∆=⋅ωππθ，根据法拉第电磁感应定律ωφ221BL t E =∆∆=,又知金属棒AC 是匀速转动，产生的感应电动势应该是不变的，即感应电动势的平均值和瞬时值是相等的，所以E =21BL 2ω是正确的.图3-6-4⑤若切割速度与磁场方向不垂直，如图3-6-5所示，v 与B 的夹角为θ，将v 分解为：v ∥= v cos θ,v ⊥=v sin θ,其中v ∥不切割磁感线，根据合矢量和分矢量的等效性得E =BLv ⊥=BLv sin θ(想一想，此式还可适用于哪些情况？)图3-6-5⑥区分感应电量与感应电流.回路中发生磁通量变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt 内迁移的电量（感应电量）为q =I Δt =Rt t R t R E φφ∆=∆∆∆=∆, 仅由回路电阻和磁通量变化决定，与发生磁通量变化的时间无关.因此，当用一根磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时，线圈里积聚的感应电量相等.但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同，外力做的功也不同.精典题例解读［例1］如图3-6-6（a ），圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈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3-6-6（b)所示，P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为FN图3-6-6A.t1时刻F N＞GB.t2时刻F N＞GC.t3时刻F N＜GD.t4时刻F N=G【解析】t1时刻Q中电流正在增大，产生的磁场正在增强，因而穿过线圈P的磁通量正在增大，P中有感应电流产生.由楞次定律知，P中感应电流的磁场应阻碍线圈P中磁通量的增大，所以P中感应电流的磁场方向应与Q中电流磁场的方向相反，即P、Q应相互排斥，从而使P对桌面的压力（即F N的反作用力）大于P的重力G.t2、t4时刻，Q中电流恒定不变，产生的磁场强弱恒定不变，因而穿过P的磁通量恒定不变，P中无感应电流，P、Q间无相互作用力，此时F N应等于G.t3时刻，由于Q中电流处于变化之中，产生的磁场亦处于变化之中，所以穿过P中的磁通量亦处于变化之中，故P中有感应电流产生，但由该时刻Q中电流为零，产生的磁场为零，P、Q间也无相互作用力，此时应有F N=G.综上讨论可知，正确答案为AD.小结：本题也可规定Q中电流的正方向，并由楞次定律确定P中感应电流方向，从而确定P、Q间相互作用情况而选出正确答案，但不如利用“感应电流产生的效果总要阻碍产生感应电流的原因”进行判断更简便些.另外讨论类似问题还应注意，只有两环中都存在电流时，两者才会发生相互作用，其中任一环中无电流时都不会发生相互作用.［例2］（2002年全国，17）图3-6-7中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R 为电阻器、C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面，若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB图3-6-7A.匀速滑动时，I1=0,I2=0B.匀速滑动时，I1≠0,I2≠0C.加速滑动时，I1=0,I2=0D.加速滑动时，I1≠0,I2≠0【解析】导体棒匀速运动时，棒中产生大小恒定的电动势，将有恒定的电流通过电阻R，即I1≠0，最初电容器C将被充电，有一短暂的充电电流，但稳定后——电容器两极间电压U C等于棒中产生的电动势时，充电过程结束，即I2=0.但当导体棒加速滑动时，棒中产生的感应电动势逐渐增大，R 中电流不断增大，同时电容器C 将不断地被充电，即I 2≠0.可见，正确答案为D.小结：分析含有电容器的电路时，一定要注意区别电容器在不同状态电路中的表现是不同的：在稳定状态下，电容器相当于开路，含容支路中电流为零，在电动势或电压变化的电路中，电容器将不断地充电或放电，含容支路中电流不为零.［例3］如图3-6-8所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l =0.2 m ，在导轨的一端接有阻值为R =0.5 Ω的电阻，在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B =0.5 T.一质量为m =0.1 kg 的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2 m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a =2 m/s 2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好.求：图3-6-8（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半施加在金属杆上外力F 的大小和方向；（3）保持其他条件不变，而初速度v 0不同值，求开始时F 的方向与初速度v 0取值的关系.【解析】 由于导体棒做匀减速运动，且初速度v 0和加速度大小a 均已知，故由v 2=2as 可以确定导体棒速度为零（此时电流亦为零）时的位置.由E =Blv ，I =RBlv R E =知，电流为最大值一半时，对应的速度也为最大速度的一半，结合题设条件可求出此时的电动势、电流，继而求出导体棒所受安培力，再结合牛顿第二定律即可确定F 的大小和方向.因导体棒做匀减速运动时，合外力是恒定的，初速度大小不同时，和加速度方向相同的安培力的大小即不同，所需外力的大小也不同，且方向可能发生变化，因此只要求出外力恰为零时对应的初速度值，即不难讨论清楚F 的方向与v 0取值的关系.（1）由v 02=2ax 得x =2222220⨯=a v =1 m ，即导体棒运动至x =1 m 处时，速度为零，电流为零.（2）最大电流I m =R Blv 0，所以I =21I m =RBlv 20时的安培力F A =BIl =R v l B 2022.由牛顿第二定律，得：F -F A =-ma ,所以F =F A -ma =Rv l B 2022-ma =-0.18 N.“-”号说明F 的方向与x 轴正向相反. （3）F =0时对应的初速度为v 临，则由题意得F A 临=Rv l B 临22=ma ,所以 v 临=22222.05.021.05.0⨯⨯⨯=l B Rma m/s=10 m/s.当v 0＞10 m/s 时，F 的方向应沿x 轴正向，0＜v 0＜10 m/s时，F 的方向沿x 轴负向.［例4］如图3-6-9所示,两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B =0.50 T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计.导轨间的距离l =0.20 m.两根质量均为m =0.10 kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R =0.50 Ω.在t =0时刻，两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动.经过t =5.0 s ，金属杆甲的加速度为a =1.37 m/s 2，问此时两金属杆的速度各为多少？图3-6-9【解析】 金属杆甲受F 作用后将加速运动，使回路面积、穿过回路的磁通量发生变化，于是回路中产生感应电流，甲、乙金属杆都要受到安培力的作用而做变加速运动.直至最终两杆以相同的加速度和恒定的速度差做匀加速运动.对于该题所述情景和题设条件，根据牛顿第二定律（对金属杆甲）可求杆甲所受安培力F A ，继而可求回路电流I 和电动势ε，由法拉第电磁感应定律，可用甲、乙杆的速度v 1和v 2表示电动势而得到一个含有v 1、v 2的方程.再对甲、乙两杆组成的系统研究知，其所受合外力即为恒力F ，两杆经时间t 获得的动量是(mv 1+mv 2)，即是F 的冲量作用的结果，对系统应用动量定理，可得另一个含v 1、v 2的方程.解上述两个方程，即可求得v 1、v 2的值.解答一：设任一时刻t 两金属杆甲、乙之间的距离为x ,速度分别为v 1和v 2,经过很短的时间Δt ，杆甲移动距离v 1Δt ，杆乙移动距离v 2Δt ,回路面积改变ΔS =［(x -v 2Δt )+v 1Δt ］l -lx=(v 1-v 2)l Δt ①ε=B t S ∆∆②I =R 2ε ③F -BlI =ma ④ 由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量（t =0时为0）等于外力FFt =mv 1+mv 2 ⑤v 1=21［)(222ma F l B R m Ft -+］ ⑥ v 2=21［)(222ma F l B R m Ft --］ ⑦v 1=8.15 m/sv 2=1.85 m/s解答二：设t 时刻甲、乙杆的速度分别为v 1、v 2，则由法拉第电磁感应定律，得： E 甲=Blv 1 ①E 乙=Blv 2 ②I =R E E 2乙甲 ③对杆甲应用牛顿第二定律，得：F -BlI =ma④Ft =mv 1+mv 2⑤v 1=8.15 m/sv 2=1.85 m/s小结：例3、例4都是电磁感应现象和力学规律相联系的力、电综合题，处理此类问题，一定要思路开阔，方法灵活，既要注意电磁感应过程的分析和相应电磁学规律的应用，又要注意力学过程的分析及相应力学规律的应用.1.某实验小组用如图3-6-10所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感生电流方向是图3-6-10A.a →G →bB.先a →G →b ，后b →G →aC.b →G →aD.先b →G →a ，后a →G →b【答案】 D2.（2001年广东，28）有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈，下列说法中不正确．．．的是 A.B.列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快C.列车运动时，线圈中会产生感应电流D.线圈中的感应电流的大小与列车速度无关【答案】 D3.（2002年江苏，30）如图3-6-11所示，在一均匀磁场中有一U 形导线框abcd ，线框处于水平平面内，磁场与线框平面垂直，R 为一电阻，ef 为垂直于ab 的一根导体杆，它可在ab 、cd 上无摩擦地滑动.杆ef 及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给ef 一个向右的初速度，则图3-6-11A.efB.efC.efD.ef【解析】给ef一个向右的初速度，ef切割磁感线产生感应电动势，回路中形成感应电流，使ef受到安培力作用而减速.随着ef速度减小，电动势、电流、ef所受安培力都相应减小，所以ef将向右减速运动，但不是匀减速.【答案】A4.（2002年天津，20）图3-6-12中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图.用I表示回路中的电流图3-6-12A.当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0D.当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0且沿逆时针方向【解析】AB不动而CD右滑时，I≠0，但方向逆时针，故A错.AB向左、CD向右滑动时，回路磁通量增加，I≠0，故B错.AB、CD向右等速滑动时，回路磁通量不变，I=0，故C 对.AB、CD都向右滑但AB速度大于CD速度时，回路磁通量变化，I≠0，但方向顺时针，故D错.【答案】C5.（2001年上海，6）如图3-6-13所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D 吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则图3-6-13A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放DB.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放DC.如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D.如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长【解析】 延时开关的原理是：当断开S 1，A 中电流变小并减为零时，铁芯中的磁通量也减小为零，若线圈B 闭合时，B 中产生感应电流，感应电流的磁场仍可吸引衔铁，使D 延时释放.若线圈B 不闭合，则不会产生上述延时作用.【答案】 BC6.如图3-6-14所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B .一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm图3-6-14A.如果B 增大，vmB.如果α变大，vmC.如果R 变大，vmD.如果m 变小，vm【解析】 金属杆从轨道上由静止滑下做加速度逐渐减小的变加速运动，经足够长的时间后，加速度减为零后，金属杆即以此时的速度（即最大速度）匀速运动.对金属杆列受力平衡方程mg sin α=R v L B m 22（L 为导轨宽度），所以v m =22sin L B Rmg .可见B 增大，v m 减小；α变大，v m 变大；m 减小，v m 变小.【答案】 BC7.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图3-6-15（a)所示，现令磁感应强度B 随时间t 变化，先按图3-6-15（b)中所示的Oa 图线变化，后来又按图线bc 和cd 变化，令E 1、E 2、E 3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小.I1、I2、I 3图3-6-15A.E 1＞E 2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向B.E 1＜E 2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向C.E 1＜E 2，I 2沿顺时针方向，I 3沿逆时针方向D.E 2=E 3，I 2沿顺时针方向，I 3沿顺时针方向【解析】 Oa 段B 大于零，且逐渐增大（向里），由楞次定律可判定I 1逆时针方向流动.bc段表示向里的磁场减弱，用楞次定律可判定I 2沿顺时针方向.同样方法判定I 3亦沿顺时针方向.又由法拉第电磁感应定律E =S t B t ∆∆=∆∆φ知，该题中S 恒定，所以E ∝tB ∆∆.由图象知，bc 、cd 段t B ∆∆相同，大于Oa 段的t B ∆∆，所以E 1＜E 2=E 3. 【答案】 BD8.两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接如图3-6-16所示，两板间有一个质量为m ，电量+q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B图3-6-16A.磁感应强度B 竖直向上且正在增强，nqdmg t =∆∆φ B.磁感应强度B 竖直向下且正在增强，nqdmg t =∆∆φ C.磁感应强度B 竖直向上且正在减弱，nRqr R dmg t )(+=∆∆φ D.磁感应强度B 竖直向下且正在减弱，nRq r R dmg t )(+=∆∆φ 【解析】 分析油滴受力，应 qE =mg ,且下极板为正，即a 端电势高，由楞次定律，外磁场B 应方向向上时减弱或方向向下时增强.由mg =qE =q d R r R E q d U +==q ·dr R R t n +⋅∆∆φ 所以nqRr R dmg t )(+=∆∆φ，选项C 正确. 【答案】 C9.如图3-6-17所示，A 、B 两个闭合线圈用同样导线制成，匝数均为10匝，半径R A =2R B ，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A 、B 线圈中产生的感应电动势之比为E A ∶E B =_____,两线圈中感应电流之比为I A ∶I B =_____.图3-6-17【解析】 由公式E =n t∆∆φ两线圈匝数相同，磁通量变化率相同,E A ∶E B =1∶1.电流I =SR n E S L E R E πρρ2==电阻所以I ∝R 1，I A ∶I B =1∶2 【答案】 1∶1；1∶210.在50周年国庆盛典上我国FBC-1“飞豹”新型超音速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼尖间的距离是12.705 m ，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10-4 T ，那么此飞机机翼两端_______端电势较高，电势差是_______.空气中声音的传播速度为340 m/s.(结果取两位有效数字)【解析】 北京处于北半球，地磁场竖直分量方向向下，由右手定则判定后知飞机机翼左端电势高，电势差U =E =Blv =0.42×10-4×12.705×340×1.7 V=0.31 V.【答案】 左；0.3111.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l .导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图3-6-18所示.两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路上其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度v图3-6-18 （1（2）当棒ab 的速度变为初速度的43时，棒cd【解析】 （1）ab 棒获初速度v 0后切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab 棒在安培力作用下减速，cd 棒在安培力作用下加速，至两棒等速时，回路磁通量不再变化，回路中不再有感应电流.由于ab 、cd 棒组成的系统所受合外力为零，动量守恒.设其共同速度为v ,则mv 0=2mv ,所以v =21v 0.由能的转化和守恒定律得:Q =21mv 02-21·2mv 2=41mv 02.(2)v ab =43v 0时，由mv 0=m ·43v 0+mv cd 得U cd =41v 0.所以E ab =Bl ·43v 0=43Blv 0，E cd =41Blv 0，I =RBlv R E E cd ab 420=-.F cd =BIl =R v l B 4022,a cd =mR v l B m F cd 4022=.【答案】 (1)41mv 02 (2)mR v l B 402212.如图3-6-19所示，金属杆M 、N 放在用相同导体制成的金属框abcd 上，bc 边与x 轴重合，且b 为坐标原点，矩形框长为2L ，宽为L ，单位长度的电阻为R 0，磁感应强度为B 的匀强磁场与框架平面垂直.现对MN 杆施加沿x 轴正方向的外力，使之从框架左端开始，以速度v图3-6-19（1）在MN 杆运动过程中，通过杆的电流与坐标x 的关系.（2）作用在MN 杆上的外力的最大值与最小值之比.【解析】 （1）设在MN 杆运动的过程中，任一时刻MN 的坐标值为x ，杆左侧框架的总电阻为R1，右侧框架的总电阻为R 2R 1=（L +2x )R 0;R 2=［L +2(2L -x )］R 0=(5L -2x )R 0杆M NR =02121LR R R R R ++ =00000)25()2()25()2(LR R x L R x L R x L R x L +-++-+ =02264811R Lx Lx L -+ 又MNE =BLv所以杆中的电流与坐标xI =0222)4811(6R x Lx L v BL R E -+= （2）作用在杆上的外力大小应等于杆受的安培力.由数学知识可知，当x =L 时，外电路总电阻最大，此时MN 中的电流最小，所受的安培力也最小.此时：I min =052R Bv安培力的最小值：F min =ILB =0252R Lv B 当x =0或x =2L 时，外电路总电阻最小，此时MN 中的电流最大，所受的安培力也最大.此时I max =0116R Bv 安培力的最大值：F max =ILB =02116R Lv B 所以作用在MN 杆上的外力的最大值与最小值之比为：F max ∶F min =15∶11.【答案】 (1)I =0222)4811(6R x Lx L v BL -+ （2）15∶11本专题内容是中学物理的主干知识之一，是历年高考的必考内容.能熟练灵活地运用楞次定律判断感应电流和感应电动势的方向，熟练准确地应用法拉第电磁感应定律计算各种情况下感应电动势的大小，是本专题内容复习的重点.由于本专题内容易与力学、电路等知识结合而构建出具有一定难度、方法要求灵活、综合性较强的应用题型，对学生的能力要求较高，应作为难点予以突破.本专题中所选四个例题，目的各有侧重，例1主要结合图象强化对楞次定律的理解和应用；例2结合电阻和电容的不同性质考查对法拉第电磁感应定律的理解和掌握；例3、例4则通过与力学重要知识的结合，培养和提高学生分析处理综合问题的能力.所选练习题多为涉及该专题内容的近几年的高考题，难度都不太大，具体使用时可结合学生实际情况适当增减.无论是讨论单独考查楞次定律或法拉第电磁感应定律的选择、填空题，还是处理和电路、力学或其他内容相结合的综合性较强、能力要求较高的计算题，深刻理解和熟练掌握基本概念和规律，还是最根本的，这是分析处理问题的基础，所以不能因为强调了综合能力的训练而放松了对基本概念和规律的理解和掌握.。
高三物理电磁感应规律的综合应用教案
电磁感应规律的综合应用 知识点 电磁感应和电路的综合1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于01电源。
如：切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。
2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻器、电容器等电学元件组成。
在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从02低电势处流向03高电势处。
3．与电路相联系的几个公式(1)电源电动势：E ＝04n ΔΦΔt 或E ＝Bl v 。
(2)闭合电路欧姆定律：I ＝E R ＋r。
电源的内电压：U 内＝05Ir 。
电源的路端电压：U 外＝IR ＝E －Ir 。
(3)消耗功率：P 外＝IU ，P 总＝06EI 。
(4)电热：Q 外＝07I 2Rt ，Q 总＝I 2(R ＋r )t 。
知识点 电磁感应现象中的动力学问题 Ⅱ1．安培力的大小⎬⎪⎫感应电动势：E 01Bl v 感应电流：I ＝E R ＋r安培力公式：F 02IlB F ＝B 2l 2v R ＋r 2．安培力的方向(1)03右手定则或楞次定律确定感应电流方向，04左手定则确定安培力方向。
(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向05相反。
3．分析导体受力情况时，应做包含安培力在内的全面受力分析。
4．根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
知识点电磁感应现象中的能量问题Ⅱ1．电磁感应中的能量转化闭合电路的部分导体做01切割磁感线运动产生感应电流，通有感应电流的导体在磁场中受02安培力。
外力03克服安培力做功，将其他形式的能转化为04电能；通有感应电流的导体在磁场中通过受安培力做功或通过电阻发热，使电能转化为其他形式的能。
2．实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和05电能之间的转化。
一堵点疏通1．在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
() 2．导体所受安培力的方向一定与导体的运动方向相反。
4.5电磁感应规律的应用教案
电磁感应规律的应用【教学目标】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仑兹力的关系．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．4． 让学生知道电磁感应产生的机理，激励学生探求知识的来源和根源．有利于培养学生的学习精神【教学重、难点】１．感生电动势和动生电动势产生的原因２．电磁感应规律的电路、图象、能量综合应用【教学设计】电磁感应规律的应用 课前预学 1．电源是通过 做功，把其他形式的能转化为 的装置， 可使电路中保持持续电流． 反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，在数值上等于非静电力把１Ｃ的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功． 2．静止的电荷激发的电场叫 ，静电场的电场线是由 发出，到 终止，电场线 闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是 的．感应电场是产生 或 的原因，感应电场的方向也可以由 来判断．感应电流的方向与感应电场的方向 ． ３．磁场变化时会在空间激发 ，闭合导体中的 在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势．由感生电场产生的感应电动势为 ．感生电场方向判断： 定则． ４．由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是 不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作 ，另外一种是 不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作 ． ５．如图所示水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN 和PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R 的定值电阻．导体棒ab 长l =0.5m ，其电阻为r ，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B =0.4T ，现使ab 以v=10m/s 的速度向右做匀速运动．求： （1） ab 中的感应电动势多大？ （2） ab 中的电流的方向如何？ （3） 若定值电阻R =3.0Ω，导体棒的电阻r =1.0Ω，则电路中的电流多大？ 预学中的疑难问题课内互动（一）导入新课问题1：预学中第５题闭合回路中为什么有电流？问题2：电磁感应现象中产生了感应电动势，谁是非静电力？电路中有持续电流必须有电源，电源就是把正电荷从负极搬迁到正极的装置．从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置，那么在电磁感应中是什么力将正电荷从负极搬迁到正极呢？这节课我们就研究这个问题．P N（二）进行新课由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而称作感生电动势．1． 电磁感应现象中的感生电场（１）感应电场教师活动：19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场．提出问题：感应电场与静电场相同吗？ 学生活动：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷或无穷远处终止，电场线不闭合；而感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的．教师活动：如图所示，如果空间存在闭合导体，（假定导体中的自由电荷是正电荷）导体中的正电荷就会在这种电场（不是静电场）的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势．（2）感生电动势师生共同活动，分析总结：①．产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的电荷在电场力作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势．②．定义：由感生电场产生的感应电动势为感生电动势．③．感生电动势方向判断：楞次定律．正电荷定向移动的方向就是感应电流的方向，也就是感生电场的方向.④．感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力．例１．如图所示的圆柱形空间内分布着有理想边界的磁场，磁场正在增强（1）试在图中画出感生电场的电场线（至少画三条），并且标明方向．（2）如果在磁场边缘静止释放一个自由电子，此电子的加速度方向如何？复习楞次定律的解题步骤分析（1）我们把磁场的边界设想为一个导体圆环，那么环内的磁场增强时，环中产生的感应电流的磁场是阻碍磁场的增强，所以感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，感应电流的方向是逆时针，所以感生电场的方向也是逆时针方向，感生电场线的方向如图所示．（2）如果在磁场边缘静止释放一个自由电子，负电荷受到的电场力方向与电场线方向相反，所以电子的加速度方向与电场线方向相反（顺时针）．拓展 象这种利用感生电场加速电子的装置叫做电子感应加速器．磁场的变化越快，感生电场就越强，电子的加速度就越大．（此题为后面的应用电子感应加速器原理准备，课本电子感应加速器是空间图，不利于学生理解） 教师活动：导体切割磁感线时会产生动生电动势，该电动势产生的机理是什么呢？2．电磁感应现象中的洛伦兹力问题1：导体中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？洛伦兹力的方向如何？学生活动：导体中自由电荷电子随棒一起向右运动，由左手定则知受向下的洛伦兹力问题2：导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？教师引导分析后学生回答学生活动：自由电荷电子在洛伦兹力作用下向下运动，上端由于失去电子带正电，导体棒上下间形成电势差，产生静电场，电场对电子作用力向上，与洛伦兹力方向相反，E当二力互相平衡时，CD两端便产生一个稳定的电势差，电子不在沿棒运动．问题3：导体棒哪端的电势比较高？学生活动：由前面分析，上端电势高，也可由右手定则判断．教师活动：如果用另外的导线把CD两端连接起来，由于D段的电势比C段的电势高，自由电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针流动，形成逆时针方向的电流，如图乙所示，电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少，洛伦兹力又不断使自由电子从D端运动到C端从而在CD两端维持一个稳定的电动势．运动的导体CD就是一个电源，Ｄ为正极，负电荷受到洛伦兹力的作用，从D端搬到C端，这里，洛伦兹力就相当于电源中的非静电力．例２．我们说“与导体切割磁感线产生感应电动势相联系的非静电力是洛伦兹力．”也就是说：感应电动势等于把单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源正极时洛伦兹力所做的功．这种说法与洛伦兹力对运动电荷不做功有没有矛盾呢？我们应该如何理解洛伦兹力做功的问题呢？分析可以明确地说，洛伦兹力产生感应电动势与洛伦兹力对运动电荷不做功没有矛盾！我们来看图当导体棒ef向右运动时，导体中的自由电子也随棒向右运动，根据左手定则自由电子受到的洛伦兹力方向由e指向f，且每个电子所受的洛伦兹力F洛=eVB．因此在f端会出现负电荷积累，在e端出现正电荷积累．所以f、e分别成为电源的负极和正极．这些电子参与了两个互相垂直的分运动，在垂直于ef方向电子的速度为V，在平行于ef方向电子的速度为u，电子的合速度为V合．电子因具有速度V而受到的洛伦兹力为F V，因具有速度u而受到的洛伦兹力为F u，如上图所示．由图可知F V对电子做正功（F V与V合的夹角小于90°），而F u对电子表做负功（F u与V合的夹角大于90°），两个力的合力与合速度垂直，因此洛伦兹力对电子做的功等于零，也就是说洛伦兹力对电子还是没做功．拓展在有感应电流的情况下，所有运动电子所受的分力F u的合力就是安培力．所以安培力总是阻碍导体切割磁感线的运动，这也是能量守恒的必然结果．如果外电路不闭合，当导体两端因电荷积累而产生的电场力若与洛伦兹力相平衡，则电子就没有定向移动的速度u（分力F u也消失），电子所受的力F V就是产生电动势的非静电力．单位电荷所受非静电力等于F V/e=VB，如果电源两极间距离为L，则在两极间移动单位电荷所做功等于LVB，即电动势E=LVB．3．应用：电子感应加速器教师活动：即使没有导体存在，变化的磁场以在空间激发涡旋状的感应电场，电子感应器就是应用了这个原理，电子加速器是加速电子的装置，他的主要部分如图所示，上下两个为电磁铁两极，在其间隙安放一个环形真空室，电磁铁用频率为每秒数十周的强大交流电流来励磁，使两极间的磁感应强度B往返变化，从而在环形真空室内感应出很强的感应涡旋电场，用电子枪将电子注入唤醒真空室，他们在涡旋电场的作用下被加速，同时在磁场里受到洛伦兹力的作用，沿圆规道运动．问题1：电磁铁中通有教科书图 4.5-2所示方向的恒定电流时,真空室中的电子受力怎样?引导学生讨论初速为0和初速不为0情况下电子的运动?学生分组讨论后汇报学生分析：恒定电流产生恒定磁场，恒定磁场在周围不能产生电场，初速为0的电子不能运动，有初速的电子做匀速圆周运动．问题2：电磁铁中通有教科书图4.5-2所示方向均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？能使电子加速吗？教师分析：电流减少，电流产生的磁场减少，减少的磁场产生逆时针方向的感应电场（由楞次定律判断），与电子运动方向相同，不能使电子加速．问题3：电磁铁中通有教科书图4.5-2所示方向均匀增加的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？能使电子加速吗？学生分析：与问题２相反，可使电子加速．问题4：电磁铁中通有教科书图4.5-2所示方向相反均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？能使电子加速吗？学生分析：方向相反均匀减小的电流，产生相反方向减少的磁场，变化的磁场产生顺时针的感应电场，与电子运动方向相反，可使电子加速．4．电磁感应与电学综合题分析基本思路：（1）．分析电路结构，理清电源及内外电路（2）．依据法拉第电磁感应定律求解感应电动势（3）．根据闭合电路欧姆定律求解总电流，以及其他电学量（三）典型例题例３．如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线与阻值为2R 的电阻R 1连结成闭合回路．线圈的半径为r 1 . 在线圈中半径为r 2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0 . 导线的电阻不计．求0至t 1时间内（1）通过电阻R 1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量．引导学生分析解题关键：磁场均匀减少，回路电动势恒定，电流恒定；B E n n s t tφ∆∆==⋅∆∆ S 是指有磁场的面积，并非整个回路的面积解析：⑴由图象分析可知，0至1t 时间内00B B t t ∆=∆ 由法拉第电磁感应定律有 B E nn s t t φ∆∆==⋅∆∆ 而22s r π= 由闭合电路欧姆定律有11E I R R=+ 联立以上各式解得 通过电阻1R 上的电流大小为202103nB r I Rt π= 由楞次定律可判断通过电阻1R 上的电流方向为从b 到a⑵通过电阻1R 上的电量20211103nB r t q I t Rt π==通过电阻1R 上产生的热量222420211112029n B r t Q I R t Rt π== 第2问为下节课能量做准备（四）课堂小结１．在电磁感应中产生感应电动势，感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力．动生电动势洛伦兹力相当于电源中的非静电力．感应电动势的存在与是否存在闭合电路无关．感应电动势在电路中的作用就是电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电２．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向（2）画等效电路图（3）运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解（五）板书设计１．感生电场与感生电动势（1）感应电场：涡旋电场，电场线是闭合的的．（2）感生电动势①．产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的电荷在电场力作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势．②．定义：由感生电场产生的感应电动势为感生电动势．③．感生电动势方向判断：楞次定律．④．感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力．２．电磁感应现象中的洛伦兹力洛伦兹力相当于电源中的非静电力３．应用：电子加速器。
《第十三章 3 电磁感应现象及应用》教学设计
《电磁感应现象及应用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律。
2. 能够运用所学知识诠释和解决简单的问题，比如设计简单的电磁感应应用电路。
3. 培养实验操作和数据分析的能力，以及科学探究的精神。
二、教学重难点1. 教学重点：理解电磁感应现象，掌握法拉第电磁感应定律的应用。
2. 教学难点：设计并操作电磁感应实验，分析实验数据，解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学用具：电磁学演示器、导线、电源、电阻、小灯泡等，以便进行实验。
2. 搜集一些实际生活中的电磁感应应用案例，用于教室讨论。
3. 预先安置一些相关阅读，以便学生预习新知识。
4. 设计一些简单的问题和实验，让学生尝试解答和操作，以评估他们的理解水平。
四、教学过程：本节内容分为两个部分，起首是电磁感应现象的学习，其次是电磁感应现象在生活和科技中的应用。
以下是具体的教学设计：1. 导入：起首通过一些简单的实验，让学生观察磁铁靠拢闭合线圈时，闭合线圈如何产生感应电流，引入电磁感应的观点。
实验完毕后，教师可以提出问题：这种现象是如何产生的？激发学生的好奇心和探索欲望。
2. 探索电磁感应现象：引导学生逐步探索出产生感应电流的条件和规律。
可以先从定义开始，然后讨论楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用。
教师可以给学生提供一些例题和练习题，帮助学生理解和应用这些规律。
3. 电磁感应现象的应用：在这一部分，教师可以引入一些实际应用案例，如发电机、变压器、电动机等，让学生了解电磁感应现象在生活和科技中的重要性。
同时，也可以让学生自己设计一些简单的电磁感应应用，如制作一个简单的变压器模型或一个电动机模型。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，让学生分享自己在制作和应用电磁感应模型的经验和感受，以及在探索过程中遇到的问题和解决方法。
这样可以提高学生的交流和合作能力，同时也可以加深学生对电磁感应现象的理解和应用。
5. 总结与反馈：最后，教师对这节课的内容进行总结，强调电磁感应现象的重要性和应用，并针对学生的学习情况进行反馈和指导。
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专题三电磁感应规律的应用教学设计【教材分析】本专题复习内容是在专题一“电磁感应现象、楞次定律”和专题二“法拉第电磁感应定律”的基础上，进一步深入的将电磁感应规律的应用与电路知识、动力学知识、能量知识等内容综合起来。
本专题题目牵涉面广，综合性强，问题类型较多， 1 个课时只能够涉及基本重难点知识内容，更深一步的训练则还需要更多的时间。
【学情分析】本次讲课比赛时，高三一轮复习一般都还只进行到电路、磁场部分，学生对本部分内容可能还较生疏，因此，教学过程中宜适度复习专题一、二的基本知识内容，另外本专题复习课的容量大，对学生综合分析能力、推理能力要求较高，教学难度大，需要在教学过程中注重循序渐进的引导。
【教学目标】1、知识与技能：熟悉电磁感应综合问题类型及其解决思路和注意事项，能够较好地解决近几年高考在电磁感应综合部分的热点问题。
2、过程与方法：通过一个典型例题的逐层深入地剖析，使学生掌握电磁感应综合问题类型和解决思路，并养成画等效电路图的习惯。
3、情感、态度与价值观：通过循序渐进的引导，使学生克服畏难情绪，树立解决高考难点的信心，同时养成严谨细致的思维习惯。
【教学重点】电流电压电量的计算、平衡与动态问题分析、安培力的功和焦耳热的计算【教学难点】电流电压电量的计算、动态问题分析、焦耳热的计算【教学媒体】多媒体系统、PPT 课件、直尺、导学案【教学活动】教学环节教师活动学生活动〇、课前预习展示本节课课题，下发导学案，安排预习任务：完成导完成“基本知识回顾”部学案“基础知识回顾”部分分一、课堂引入1、高考分析：展示考题，分析类型1、听讲，看 ppt 课件的板书：专题三电磁感应规律的应用是高考的必考点，并且所占高考题展示，跟随思考。
电磁感应规分值还不少， 2012 年湖北卷就有22 分，2013 年达到近律的应用几年之最， 25 分， 2014 年减为 12 分，而 2015 年又增加到 18 分！下面我们就看看 2015 年全国各地的高考对本专题的内容做了些什么考察。
【展示】“ 2015 年全国高考物理试题分类汇编——电磁感应”板书：一、电路问题二、动力学问题三、能量问题二、经典例题剖析【点评】本专题我们也将从这三个方面展开复习。
2、和学生一起完成“基本知识回顾”（1）穿过闭合回路的磁通量发生变化，就可以在闭合回路产生感应电动势，进而形成感应电流；（2）感应电流的方向由楞次定律来判定，导体棒垂直切割磁感线产生的感应电流的方向还可由右手定则来判定。
（ 3）感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律来计ΔΦ算，计算式为E=n Δt；感应电动势因产生方式不同而分为两类情况：①B 不变而 S 变化，从而产生的电动势叫做动生电动势，可用E= nBS计算，导体棒垂直切割磁感t线产生的感应电动势的还可用公式E=BLv来计算；②S 不变而 B 变化，从而产生的电动势叫做感生电动势，可用 E＝ nS B 计算；t3、介绍专题三复习思路，板书本节课主体框架。
感应电动势→感应电流－－→电路问题↓磁场安培力－－—→动力学问题↓做功动能、电能变化－→能量问题高考就是按这个逻辑来考察电磁感应规律，我们也就按照这个逻辑思路来展开本专题的复习。
1、题目展示：下面我们以2015年北京卷第22题为载体来展开本专题核心知识点的复习。
【例题】如图所示，光滑金属导轨 ab、cd 水平平行放置，处在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，导轨左侧接有阻值为 R= 2r 的定值电阻，导轨间距为L ，导轨电阻不计。
一质量为 m、电阻为r、长度也为 L 的金属导体棒 MN 垂直导轨放置在导轨上，在水平向右的拉力作用下向右匀速运动，速度为 v。
2、一起回答，并订正错误。
3、记笔记2012 年天津卷、四川卷、山东卷， 2013 年北京卷、安徽卷、上海卷， 2014 年北京卷、山东卷、天津卷，2015 年北京卷、上海卷、海南卷、安徽卷、福建卷1、读导学案上的题目，圈点关键词R（1） R 中电流的大小是多少？方向如何？（2） M、 N 两点哪点电势高？ M、 N 两点间电势差是多少？（3）水平拉力为多大？（4）若某时刻撤去水平拉力，则此后的过程中，导体棒将做什么运动？最终速度是多少？板画：作（5）若撤去水平拉力后，体棒向右运的最距离 x，此程中通体棒的荷量是多大？（6）若某刻撤去水平拉力，此后的程中，R中生的焦耳是多少？2、分析理（ 1）（ 2），解决路前三点。
2、迅速完成（1）（ 2 ）（1）要求学生迅速完成（ 1）（ 2）（ 3）。
（ 3）。
（2）答全体学生[1] 感流大小是多少？R 中流的方向答：呢？怎么判断的？BLv[1] I ，a→ b，[2] M、N 两点哪点高？3r右手定， MN 中流 N[3]到底是哪点高？依据什么判断的？板画：上正，画流流向，并画等效源。
副板：U E Ir板：1、哪部分是源？ =?r=？2、理清路（充：在源外部，流从正极流向极。
）【点】磁感象的本是生感，楞次定律（右手定）判断的是感源内部流的方向（由极流向正极），就是感 E 的方向，路中 I 的方向由 E 的方向决定。
[4]M、N 两点差是多少？[ 5] 到底是U ab1BLv ？BLv ？U ab23是 U ab BLv ？3【点】大家得呢？非常正确！大家知道，路端 U E Ir ，只有在r=0或者外路断路I=0， U=E ；一般情况下， U ＜ E.在里要提醒大家，了避免路算中的低，我一定要养成画等效路的！首先搞清楚哪部分相当于源，然后理清路构，画好等效路，再依据路的基本律——欧姆→M ， R 中流 a→b[2]回答 1： M 点，回答 2： N 点[ 3]M 点，MN 是源，源中的流由极流向正极， MN 中流 N→ M，所以 M 是正极，所以M点高。
[4]回答 1： BLv，回答 2： 2BLv/3争⋯⋯[5]2 BLv /3因 MN 是源，源两端的是路端，也就是外阻分得的。
构——画等效路3、依据欧姆定律算：注意—— U=E? 定律来算；画好等效路，就能一目了然：源两端的不是，而是外阻分得的，也就是路端！3、分析理第（3），解决平衡。
[1]水平拉力多大？[2]依据的什么力学律？[3]F 安的方向向哪？是依据什么判断的？笔。
3、答：[1] FB2 L2v3r副板：B2 L2v F安3r F F安0 板：1、平衡（念）可以怎判断？[2]平衡条件【点】非常正确！安培力向左，大小[3]左手定，楞次定F安B2 L2v ，由平衡条件，F F安0 ，可得律——感流生3r 的效果，它要阻碍引FB2 L2v 起感流的原因，本。
就是平衡。
中是体棒向右运3r引起的，因此感流所4、合作探究：下面看第（4），大家先自己思受安培力向左，阻碍体考算，然后小，最后每都推荐一个同学代表棒向右运。
本小 宣布本小 果，并接受提 。
[ 1]哪个小 的代表 言？ [ 2] 体棒将做什么运 ？ [ 3]加速度减小，依据是什么？ [ 4]最 速度是多少？ [ 5] 什么一定会减 0？[6] v-t 象是怎 的？作 ：v- t 象 【点 】感 流所受的安培力随速度 化而 板 ：化，安培力 化 而会影响加速度， 加速度反 来有影2、 ： 响速度—— 就是力学里面的“”。
理v → F → a，一是要思路要清晰——最初速度、加速度如，v ，a ，何？二是要列 力学方程， 由方程看出此后速度怎力学方程， v- t 化 而引起加速度 化？三是借助 v-t 象可以直 反象映速度、加速的的 化 ， 程一目了然。
5、合作探究 ：下面我 一步思考第（5） 。
（念 ）（ 1）提示：首先 思考[ 1]怎 算通 体棒横截面的 荷量呢？[2] q It ？ I 取多少？ t 呢？[3] 本 中， I 恒定 ？ t 方便求解 ？ [4] 那又 从什么思路入手？[5]t ，由 流定 式 Iq 算的t是 什么 ？ 个 流能 依 据什 么算 出来 ？可 以用I 0 I算 ？2[6] I 是由什么 生的？每 每刻的是由刻的瞬 算， 平均 流由什么 来 算？[ 7]平均 又怎么 算呢？平均速度如何 算？方便 ？[引 ] 可 体棒向右运 的 t ，然后再分析，或 t 可以消掉？（ 2） 言 ： 下面 分小 ，最后每 都推荐一个同学代表本小 宣布本小 果， 并接受提 。
[1]感 量是多少？板 ：[2]分析的思路是怎 的？（ 3）小 点 ：4、感 量：在本 中， 体棒中的 流一直在随 化， q I t ，而且不是均匀 化， 因此 算感 量必 用平均 流IEE ，而R ， 来 算；平均 流要用平均 来算IrR rE n Φ由 E nΦ算出的 上就是平均感 。
tt→ qΦ三个表达式 立，可以得到一个重要的 式：nR 总4、自主探究，合作交流，代表 言[ 1] 手 言[ 2] 体棒将做加速 度减小的减速运[3]随着速度的减小，安培力也就减小，由牛 第二定律可知，加速度减小。
[ 4]最 速度会减 0.[5]只要速度没有减零，就有安培力，就会阻碍相 运 ，直到速度减 零止。
[ 6] v-t 象的斜率越来越小。
5、自主探究，合作交流，代表 言（1）答 ：[1]⋯⋯ [2]⋯⋯[ 3]I 不恒定， t 不方便 算[4]⋯⋯[5]平均 流，⋯⋯，不能，因 流随 不是均匀 化的。
[6] ，平均[7]答案一： E BLv答案二： EΦ nt（ 2）代表 言：[1] qBLx 3r[2]由 EnΦ算出t平 均 感， 由E 算 出 平 均IR r流， 而由 q I t 算出感量。
（ 3） 笔（念 ）副板 ：Q I 2Rt ？副板 ：Q 1mv 22 Q R2 Q3板 ：1、W 安 - E 电2、方法：能量守恒，或 能定理 3、注意： Q 总 Q 支副板 ：？ W安0- 1mv 22 W 安 -Q Q R2 Q3三、 堂反q n Φ， 个表达式可直接用来 算感 量。
R 总6、合作探究 ：下面我 再思考一个更有 度的 ：第（ 6） 。
（ 1）提示：首先 思考 [ 1]R 中 生的焦耳 怎 算呢？[2]用公式 QI 2Rt 方便 算 ？ I 取多少？ t呢？[ 3]那又 从什么思路入手？[4] 路中焦耳 增加的同 ， 体棒的速度在怎么 化？由此你想到了什么？（ 2） 言 ： 下面 分小 ，最后每 都推荐一个同学代表本小 宣布本小 果。
[ 1]R 中 生的焦耳 是多少？[ 2]你 的分析思路是怎 的？ [3] 1mv 2是 1mv 2 ？ 什么是1mv 2 ？23 3[4]其他小 的 果是一 的 ？ 有 的思路 ？（ 3）小 点 ：①因 本 中 流不是恒定 流，用Q I 2 Rt算焦耳 不方便； 因而，我 得 思路——本 涉及到机械能和 能的相互 化 ， 故可用能量守恒来 理。