高中物理第一章电磁感应第1节电磁感应现象教案粤教版选修3_2

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高中物理粤教版选修3-2课件：1.1电磁感应现象(讲授式)

三品：创造性的思维
为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
法拉第的贡献法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力线” 的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播。爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。
自主学习－－科学漫步
1.你能从这个电磁感应现象的发现的特例中总结科学发现或科学研究的一般思路和方法? 2.从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想？ 3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，你有何感谢？
奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。” 法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。
关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利。现在：除此之外还有，甚至更重要的是―― （1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）（2）抹去科学家头上的光环，正确认识失败
科学是人做的，科学是为人的 ――科学中的人文精神。
对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。 ——汤川秀树
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，他成功的“秘诀”是什么？
一品：对称性的思考…… 英国的法拉第认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象。

高中物理第1章电磁感应第1节电磁感应现象第2节产生感应电流的条件学案粤教版选修3-2

第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件[学习目标] 1.了解电磁感应现象及相关的物理学史.2.通过实验探究产生感应电流的条件．(重点、难点)3.能正确分析磁通量的变化情况．(重点)4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．(重点、难点)一、电磁感应现象1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：(1)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的恒定电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体．4．电磁感应现象法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应现象，产生的电流叫作感应电流．5．发现电磁感应现象的意义使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代．二、产生感应电流的条件1．利用导体棒在磁场中运动探究(如图所示)实验操作实验现象(有无电流) 实验探究结论导体棒静止无闭合电路包围的面积变化时，电路中有电流产生；包围的面积不变时，电路中无导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有电流产生2.利用条形磁铁在螺线管中运动探究(如图所示)实验操作实验现象(有无电流) 实验探究结论N 极插入线圈有线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流 N 极停在线圈中无 N 极从线圈中抽出有 S 极插入线圈有 S 极停在线圈中无 S 极从线圈中抽出有 3.利用通电螺线管的磁场探究(如图所示)实验操作实验现象(线圈B 中有无电流) 实验探究结论开关闭合瞬间有线圈B 中磁场变化时，线圈B 中有感应电流；磁场不变时，线圈B 中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器的滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特．(×)(2)只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生．(×)(3)闭合线圈内有磁场，就有感应电流．(×)(4)只要磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流．(×)(5)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流．(√) 2．下列实验现象，属于电磁感应现象的是( )A.导线通电后，其下方的小磁针偏转B.通电导线AB在磁场中运动C.金属杆AB切割磁感线时，电流表指针偏转D.通电线圈在磁场中转动C[小磁针在磁场作用下运动，说明了电流的磁效应，故A错误；通电导线在磁场中受到磁场力而运动，说明磁场对通电导线有力的作用，由图示可知，B、D只能说明磁场对通电导线有力的作用，故B、D错误；导体棒切割磁感线产生感应电流的现象是电磁感应现象，由图示可知，C是电磁感应现象，故C正确．]3．(多选)下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )A B C DBC[A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C.]磁通量及其变化量1．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，B为匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的有效面积．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者将B分解为垂直于S和平行于S的两个分量，则Φ＝B⊥S，如图所示，Φ＝BS sin θ.(3)实例：甲乙如图甲所示，两个环a和b，其面积S a<S b，则Φa>Φb.如图乙所示，Φ＝BS中的S应指闭合回路中处于磁场中的那部分有效面积S2.2．磁通量变化量的计算(1)磁感应强度B变化，有效面积S不变，则ΔΦ＝ΔBS.(2)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝BΔS.(3)磁感应强度B和有效面积S同时发生变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.3．引起磁通量变化的原因(1)面积S不变，磁感应强度B发生变化，则磁通量Φ发生变化．(2)面积S变化，磁感应强度B不发生变化，则磁通量Φ发生变化．(3)线圈平面和磁场方向的夹角发生变化，则磁通量Φ发生变化．【例1】如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？思路点拨：①利用正方形与圆形周长相等求出圆半径．②利用Φ＝BS分别求正方形和圆形线圈的磁通量，再利用ΔΦ＝|Φ2－Φ1|计算．[解析]线圈横截面为正方形时的面积S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb横截面形状为圆形时，其半径r＝4L2π＝2L π横截面积大小S 2＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫2L π2＝425πm 2 穿过线圈的磁通量 Φ2＝BS 2＝0.50×425πWb≈2.55×10－2 Wb 所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3Wb.[答案] 5.5×10－3 Wb公式Φ＝BS 的计算要注意的两个问题(1)S 是指闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积．(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必考虑线圈匝数n .训练角度1：Φ和ΔΦ的定性分析1．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S 1>S 2＝S 3，且“3”线圈在磁铁的正中间．设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3，则它们的大小关系是( )A ．Φ1>Φ2>Φ3B ．Φ1>Φ2＝Φ3C ．Φ1<Φ2<Φ3D ．Φ1<Φ2＝Φ3C [所有磁感线都会经过磁体内部，穿过线圈内外的磁场方向相反，所以线圈面积越大则抵消的磁场越大，则Φ1<Φ2，线圈3在正中间，此处磁铁外部磁场最弱，即抵消得最少，所以Φ3>Φ2，选C.]训练角度2：Φ和ΔΦ的定量计算2．如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.8 T ，磁场有明显的圆形边界，圆心为O ，半径为1 cm.在纸面内先后放不同的圆形线圈，圆心均在O 处，A 线圈半径为1 cm,10匝；B 线圈半径为2 cm,1匝；C 线圈半径为0.5 cm,1匝．(1)在磁感应强度B 减小为0.4 T 的过程中，线圈A 和B 中磁通量变化量的大小分别为多少？(2)当磁感应强度维持0.8 T 不变而方向转过30°，在此过程中线圈C 中磁通量变化量的大小为多少？[解析](1)对A线圈：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2，磁通量变化量的大小ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb≈1.3×10－4 Wb对B线圈：磁通量变化量的大小ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb≈1.3×10－4 Wb.(2)对C线圈：Φ1′＝Bπr2磁场方向转过30°时，Φ2′＝Bπr2cos 30°磁通量变化量的大小ΔΦC＝|Φ2′－Φ1′|＝Bπr2(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb≈8.4×10－6 Wb.[答案](1)1.3×10－4 Wb 1.3×10－4 Wb(2)8.4×10－6 Wb感应电流有无的判断1．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．2．判断感应电流有无的方法：(1)明确电路是否为闭合电路．(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化．3．ΔΦ与Φ意义不同，大小也没有必然的联系．感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．【例2】如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，下列关于线圈中产生感应电流的说法中，正确的是( ) A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流思路点拨：解答本题应把握以下两点：①条形磁铁周围的磁感线特点．②穿过线圈的磁通量与磁铁内、外的磁感线都有关．D[由条形磁铁周围磁感线的分布特点可知，当磁铁平动时，穿过正方形线圈的磁通量始终为零不发生变化，线圈中不产生感应电流，故A、B、C错；当磁铁转动时，穿过正方形线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，D对．]“三看”巧判是否产生感应电流(1)看回路是否闭合：如果回路不闭合时，无论如何都不会产生感应电流．(2)看磁场方向与闭合回路平面之间的关系：即磁场的方向与闭合回路平面是垂直、平行还是成某一夹角．(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化：若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．3．下列情况能产生感应电流的是( )A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时D[感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先是电路要闭合，再一个就是闭合回路的磁通量发生变化，或者闭合回路部分导体做切割磁感线运动，所以D正确．] 课堂小结知识脉络1.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象．2．磁通量的大小及其变化量大小与线圈的匝数大小无关．3．感应电流存在的条件：①闭合电路，②回路磁通量发生变化，且两个条件必须同时满足.1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是 ( )A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生C[产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可。

高中物理第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件学案粤教版选修3-2-

第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件1.知道与电流磁效应和电磁感应相关的物理学史，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神．2．通过实验，探究和理解感应电流的产生条件． 3.能够运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．4．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判断和定量计算．一、“电生磁”与“磁生电”1．电流的磁效应——“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．2．电磁感应现象——“磁生电”(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流．(2)法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系：①变化着的电流；②变化着的磁场；③运动的恒定电流；④运动的磁铁；⑤在磁场中运动的导体．很多科学家为什么在磁生电的研究中没有成功？提示：很多科学家没有注意磁场的变化和导体与磁场之间的相对运动，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律．二、探究感应电流的产生条件1．利用蹄形磁铁的磁场(如图甲)实验现象实验操作分析论证(有无电流)导体棒静止无闭合电路包围的面积变化时，导体棒平行磁感线运动无电路中有电流产生；包围的面积不变时，电路中无电流产生导体棒切割磁感线运动有甲乙2．利用条形磁铁的磁场(如图乙) 实验操作实验现象(有无电流)分析论证N 极插入线圈有线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流N 极停在线圈中无N 极从线圈中抽出有S 极插入线圈有S 极停在线圈中无 S 极从线圈中抽出有3．利用通电螺线管的磁场(如图丙)实验操作实验现象(线圈B 中有无电流)分析论证开关闭合瞬间有线圈B 中磁场变化时，线圈B中有感应电流；磁场不变时，线圈B 中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合，迅速移有动滑动变阻器的滑片,丙)4．感应电流的产生条件：不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．磁通量的分析与计算[学生用书P2] 1．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S 投影到与B垂直的方向上或者S不动，将B分解为垂直于S和平行于S两个分量，则Φ＝B⊥S，如图所示Φ＝BS sin θ.(3)某面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和.2．非匀强磁场中磁通量的分析：条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．3．磁通量的变化(ΔΦ＝Φ2－Φ1)大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图甲所示．ΔΦ＝BS2－BS1＝B(S2－S1)＝B·ΔS.(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图乙所示．ΔΦ＝B2S－B1S＝(B2－B1)S ＝ΔB·S.(3)磁感应强度B和线圈面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图丙所示．ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，即Φ≠NBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响．(2)若线圈面积S1大于磁场区域面积S2，如图，那么Φ＝BS中的S应指闭合回路中处于磁场中的那部分的有效面积，即S2.命题视角1 Φ和ΔΦ的定性分析如图所示两个环a和b，其面积S a＜S b，它们套在同一条形磁铁的中央，试比较穿过环a、b的磁通量的大小．[思路点拨] 条形磁铁内部、外部均有磁场→总的磁场的方向→磁铁内部向上的磁感线条数相同→根据外部“返回”的磁感线多少确定磁通量的大小．[解析] 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ内－Φ外，由于两圆环面积S a<S b，两圆环的Φ内相同，而Φ外a<Φ外b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb.[答案] Φa>Φb命题视角2 Φ和ΔΦ的定量计算如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.在纸面内先后放不同的圆形线圈，圆心均在O处，A 线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1 匝．(1)在磁感应强度B减小为0.4 T的过程中，线圈A和B中磁通量变化量的大小分别为多少？(2)当磁感应强度维持0.8 T不变而方向转过30°，在此过程中线圈C中磁通量变化量的大小为多少？[思路点拨] 本题涉及磁通量及磁通量变化量的计算，必须明确不同情况下磁通量变化量的计算方法，同时要注意磁通量正负的意义及磁通量与线圈匝数无关．[解析] (1)对A线圈：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2，磁通量变化量的大小ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb≈1.3×10－4Wb.对B线圈：磁通量变化量的大小ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.3×10－4Wb.(2)对C线圈：Φ1′＝Bπr2磁场方向转过30°时，Φ2′＝Bπr2cos 30°磁通量变化量的大小ΔΦC＝|Φ′2－Φ′1|＝Bπr2(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb≈8.4×10－6Wb.[答案] (1)1.3×10－4Wb 1.3×10－4Wb(2)8.4×10－6Wb求解磁通量变化量时应注意的问题(1)求解磁通量的变化量时要取有效面积；(2)磁通量的变化与线圈的匝数无关；(3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正、负不同．1．如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．合磁通量减少且向左B．合磁通量增加且向左C．合磁通量减少且向右D．合磁通量增加且向右解析：选B.放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，磁场外部的磁通量减少，磁场内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左．感应电流有无的判断[学生用书P3]产生感应电流的条件是“闭合电路的磁通量发生变化”．因此，不论用什么方法，只要能使闭合电路的磁通量发生变化，都可以使闭合电路中产生感应电流．1．判断回路中是否有感应电流的依据(1)回路是否闭合；(2)回路中的磁通量是否变化．这两个条件缺一不可．2．对导体切割磁感线的理解及注意的问题在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割．如图所示，甲、乙两图中，导体是真“切割”，而丙图中，导体没有切割磁感线．(2)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．如图所示，对于图丁，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；对于图戊，导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；对于图己，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，同时穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流．(3)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流．如图庚所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但同样在线框中没有感应电流．如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是( )A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流[思路点拨] 解答本题应把握以下两点：(1)条形磁铁周围的磁感线特点．(2)穿过线圈的磁通量与磁铁内、外的磁感线都有关．[解析] 由条形磁铁周围磁感线的分布特点可知，当磁铁平动时，穿过正方形线圈的磁通量始终为零不发生变化，故线圈中不产生感应电流，故A、B、C错；当磁铁转动时，穿过正方形线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，D对．[答案] D本题应充分利用磁感线的条数与磁通量的关系．根据穿过线圈的磁感线的净条数，判断磁通量是否变化，进而判断是否产生感应电流．2.下列情况能产生感应电流的是( )A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时解析：选D.感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先是电路要闭合，再一个就是闭合回路的磁通量发生变化，或者闭合回路部分导体做切割磁感线运动，所以D 正确．。

高中物理电磁感应第一第二节学案粤教版选修3-2

达标练习：1发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__ _，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培，发现电磁感应现象的科学家是 _法拉第__ _，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是__库仑___ _。

2关于感应电流,下列说法中正确的是( bc )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3矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示.下列情况中线圈有感应电流的是(a ).A.线圈绕ab 轴转动B.线圈垂直纸而向外平动C.线圈沿ab 轴下移D.线圈绕cd 轴转动4、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 ）A.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5如图所示,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d>l,则在线框中不产生感应电流的时间就等于( c) A.v dB.v lC.v l d -D.v 2l d -6、有一金属圆环与一根带绝缘层的长直导线放在同一平面内，且直导线与环的直径重合，如图所示，当直导线内通以均匀增加的电流时，圆环内将____无___(填有、无）感应电流。

将金属圆环向右移动时___有_____（填有、无）感应电流。

7、如图所示,一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S 极附近下落,在下落过程中,线圈平面保持水平,位置1和3都靠近位置2,则线圈从位置1到位置2的过程中,线圈内_____有___感应电流,线圈从位置2到位置3的过程中,线圈内__有___感应电流(均选填“有”或“无”).。

物理粤教版高二年级选修3-2第一章第1节电磁感应现象教学课教学设计2

《电磁感应现象》教学设计教材分析地位和作用：本课教材是电与磁联系的又一重要事实，是电磁学的基础。

电磁感应的发现，导致了发电机的发明，开辟了电的时代，在历史上具有划时代的意义，其作用和地位非常重要。

知识点：电磁感应现象、物理学史。

教学的重、难点和关健本节课的重点和关键是做好引导学生做好磁是否能生电的探究实验，难点是本实验的自由度很大，要求学生实验操作能力较好。

教学建议：教学过程应该以学生为中心，教师设计出真实的任务和环境，让学习者自主地去探索问题和解决问题，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯。

教学设计一、教学目标知识目标：掌握电磁感应现象并理解产生感应电流的原因。

方法目标：领会理论联系实际这一重要的物理学习方法，领会观察法、分析法、推理法、实验法等常用的物理研究方法。

情感目标：通过自主参与领悟科学探索的乐趣，并学习科学家热爱科学、献身科学的可贵精神以及他们的优良品质。

领会合作的乐趣。

二、教学原则和方法教学原则：在教学原则上应充分体现直观性原则、探究性原则、理论联系实际的原则。

教学方法：根据本节教材的特点及教学目标的多层次性、教学环节的多样性，所以在教学方法上以探究法、讨论法为主，并综合运用讲授法、启发式引导法。

三、教学用具：每两人一个小组，配备完整的实验器材。

四、教学程序1、新课引入先由教师复习奥斯特实验，然后教师引导学生分析：既然电能产生磁，科学家们根据对称性思考，那么磁能生电吗？并告诉学生，对称性是科学研究中的一种重要研究方法。

让学生一开始上课就产生探求的欲望。

2、新课教学探究性实验学生在自己动手做实验的过程中，通过观察、思考、讨论和相互质疑中探究磁是否能生电及怎样才能生电。

（教师在引导学生探究时，应提供充裕时间，让学生按照探究步骤独立完成一个较为完整的探究过程）讨论与交流结合探究实验，让学生围绕教材提出的二个问题讨论、交流：1、有人说：“如果电荷静止不动，它周围不会有磁场。

只有当电荷运动时，周围才会有磁场。

物理：1.1《电磁感应现象》教案(粤教版选修3-2)

电磁感应现象教案[授课内容]电磁感应现象[教学目标] 1、在物理知识方面(1)理解什么是电磁感应现象?(2)掌握产生感应电流的条件。

2、在能力培养方面通过观察演示实验，归纳、概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、概括能力。

[教学重点] 使学生掌握只要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。

[教学难点] 闭合电路磁通量的变化。

[教具] 蹄形磁铁、条形磁铁、电流计、原副线圈、滑动变器，开头，导线若干，电池(电源)、计算机、相关课件等。

[主要教学流程]一、复习上一章的主要内容●磁场及磁感线的基本特征。

●电流的磁场、右手螺旋定则及磁现象的电本质。

●磁通、磁感强度的含义及相互关系。

●左手定则和安培定律。

以上内容主要由教师复习为主。

二、发现电磁感应现象的背景⑴法拉第生平简介法拉第是十九世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家。

他出生在伦敦附近一贫穷的铁匠家庭，从小只受到一点读、写、算的初步教育，十三岁时就到伦敦一家书店当装订书的学徒，这使他有机会接触到各类书籍，他从阅读科学书籍中获得了丰富的知识⑵电磁感应现象的发现①1831年8月29日实验。

结果：法拉第虽然想到这就是他寻找了将近十年的由磁产生电流的现象，但还没有明确地领悟到这一现象的暂态性的本质特点。

②10月17日实验。

结果：实现了永久磁体产生电流的设想，完全明白了这种转化的暂态性。

③1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化着的电流、变化着的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。

1、法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。

正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。

三、用实验方法研究产生感应电流的条件实验与探究电磁联系启迪了人们的思考：既然电流能在其周围产生磁效应，那么磁体能在附近导线中感应出电流吗？也就是说，磁真的能产生电吗？你的猜想是：设计一个实验证实你的猜想。

高中物理第一章电磁感应第1节电磁感应现象教案粤教版选修3_220170926425

第1节电磁感应现象本节教材分析三维目标1、知识与技能（1）知道电磁之间存在联系。

（2）知道电磁感应现象；知道产生感应电流要在一定条件下进行。

（3）知道法拉第发现了电磁感应现象，知道电磁感应现象对科学技术和人类文明进步的意义。

2、过程与方法（1）探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。

（2）经历实验探究过程，学习科学探究的基本方法，进一步了解探索自然奥秘的科学方法。

3、情感态度与价值观（1）认识自然现象之间是相互联系的，树立普遍联系的观点。

（2）通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真、不怕艰苦的学习态度。

教学重点学生动手探究磁是否能生电及怎样才能生电。

教学难点引导学生按照探究步骤独立完成一个较为完整的探究过程。

教学建议本节教材从电流的磁效应现象出发，揭示出电与磁存在内在的联系，从而引出科学家们对“磁能生电吗？”这个问题的探索历程。

学生实验“探究感应电流产生的条件”是高中基础型教材中的重点探究课题，让学生通过猜想、假设、实验、比较、归纳等过程，得出实验结论。

然后用“示例”作为应用实验结论分析实际现象的范例。

由于微弱磁通量变化产生的感应电流用学生实验的器材无法测出来，所以介绍采用现代化技术手段“DIS实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流。

最后，“历史回眸”中关于法拉第生平事迹的介绍，不仅阐述了发现电磁感应在人类文明史中的伟大意义，同时也揭示了“寓偶然于必然之中”的哲学观点。

本节教学建议在实验室进行，用1课时完成教学。

1．关于探究感应电流产生条件的“自主活动”的参考解答把线圈和灵敏电流计连接成闭合电路。

若把条形磁铁放在线圈里静止不动，线圈里没有感应电流，灵敏电流计的指针不会偏转；若将条形磁铁在线圈中间插入或拔出，灵敏电流计的指针就会发生偏转，说明线圈里有感应电流产生。

2．关于学生实验“探究感应电流产生的条件”的说明本实验是探索性实验，重在培养学生通过实验探究知识的能力，预期要达到如下目的：（1）能猜想出：通过线圈的磁通量必须发生变化，才会产生感应电流。

高中物理第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件学案粤教版选修3-2

第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件行定性和定量的判断．一、电磁感应现象1．奥斯特实验揭示了通电导线周围有磁场．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁确实能产生电．2．由磁生电的现象叫做电磁感应现象，由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流．预习交流1科拉顿为什么没有观察到电磁感应现象？答案：在科拉顿实验中，电磁感应现象已经发生，科拉顿之所以没有观察到实验现象，是因为他将反映有感应电流产生的电流计放到了另一房间，而电磁感应现象仅在磁铁插入线圈的瞬间产生，即只在穿过闭合线圈的磁通量发生变化时产生。

二、产生感应电流的条件1．引起磁通量变化的原因是各不相同的，可能是闭合电路或闭合电路一部分的磁感应强度发生变化，或者是闭合电路在磁场中的面积发生变化，也可能是闭合电路与磁场的夹角发生变化．2．不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．预习交流2把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面与磁场的方向垂直，如图（a ），如果使环沿着磁场的方向移动，铜环是否产生感应电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图（b ），是否产生感应电流？为什么？答案：（a ）中无感应电流，（b ）中有感应电流，因为（a ）中磁场是均匀的，穿过闭合铜环中的磁通量不发生变化，而（b ）中磁场是不均匀的，当铜环在（b ）中沿磁场方向运动时，磁通量发生了变化．一、导体在磁场中做切割磁感线的运动1．如图所示的N 、S 极间的磁感线分布，具有什么特点？答案：如题图所示的N 、S 极间，除边沿外，为匀强磁场．其间的磁感线为由N 极指向S 极的均匀分布的磁感线．2．如上题图所示，当导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，是否均有感应电流产生？答案：当导体ab垂直磁感线运动时，有感应电流产生；当导体ab沿着磁感线运动时，没有感应电流产生．3．“当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生．”此句话中的“切割”是否就是指导体ab垂直磁感线运动？答案：导体ab垂直磁感线运动只是导体ab切割磁感线的一种形式．只要导体ab不沿磁感线方向运动．即导体ab的运动方向不与磁感线方向平行，导体ab就一定会切割磁感线，一般我们将ab垂直磁感线的运动叫正切割，把不垂直、不平行磁感线的运动叫斜切割．实验中，我们之所以让导体ab垂直磁感线运动，是因为同等条件下，正切割时产生的感应电流最大，实验现象最明显．如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动，逐渐移动到虚线位置，这个过程中线框abcd中是否有感应电流产生？答案：有感应电流产生．解析：在整个线框abcd向右运动过程中，导线ad、bc切割磁感线，导线ab、cd不切割磁感线，但导线ad、bc处的磁感线疏密不同，即线框abcd在运动过程中，穿过整个线框的磁通量发生了变化，故线框abcd中会有感应电流产生．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，穿过整个闭合电路的磁通量是变化的，故闭合电路中有感应电流产生．整个闭合电路都在磁场中运动切割磁感线时，如果穿过整个闭合电路的磁通量发生变化，则闭合电路中有感应电流产生；如果穿过整个闭合电路的磁通量没有发生变化，则闭合电路中没有感应电流产生．二、磁通量1．磁通量怎样表示？它的物理意义是什么？答案：磁通量用字母Φ表示．它的物理意义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面S，我们把B与S的乘积BS叫做穿过这个面积的磁通量．它还可以理解为垂直穿过某一平面的磁感线的条数．2．在匀强磁场中怎样计算磁通量？答案：（1）B与S垂直时：Φ＝BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．（2）B与S不垂直时：Φ=BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者S不动，将B分解为垂直于S和平行于S的两个分量，则Φ=B⊥S，如图所示，Φ=BS sinθ．（3）某线圈平面内有不同方向的磁场时：分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和．3．在非匀强磁场中，怎样分析磁通量的变化？答案：条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．两个圆环A、B如图所示放置，且半径R A＞R B，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是（）．A．ΦA＞ΦB B．ΦA＝ΦBC．ΦA＜ΦB D．无法确定答案：C解析：因为有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是磁感线抵消之后所剩余的净条数．从上向下看，穿过圆环A、B的磁感线如图所示，磁感线有进有出，A、B环向外的磁感线条数一样多，但A环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以ΦA＜ΦB，选C．1．当有两个方向的磁感线穿过某一回路时，求磁通量时要按求代数和的方法求合磁通量（即穿过回路面积的磁感线的净条数）．2．线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，即Φ≠NBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响．3．若线圈面积S1大于磁场区域面积S2，如图，那么Φ＝BS中的S应指闭合电路中处于磁场中的那部分有效面积S2．三、产生感应电流的条件1．闭合导体回路的一部分导体在磁场中运动时一定产生感应电流吗？导体切割磁感线运动是什么样的运动？答案：不一定，闭合导体回路的一部分导体在磁场中运动时，若其速度方向与磁场方向平行，则不能产生感应电流；导体切割磁感线运动，是导体的运动方向和磁感线的方向不平行的运动．2．穿过闭合电路的磁通量的变化方式有哪些？答案：（1）磁场不变，闭合电路的面积发生变化，例如教材图1－2－1的实验中导体ab垂直于磁感线运动时．（2）闭合电路的面积不变，磁场发生变化，例如教材图1－2－3的实验中闭合开关、滑片快速推动和滑片慢速推动时．（3）线圈平面和磁场方向的夹角θ发生变化，引起穿过线圈的磁通量发生变化．即B、S不变，θ变化．以后学到的交流电的产生即属于此情况．（4）磁场、线圈面积都发生变化，引起穿过线圈的磁通量变化．在高中阶段几乎不涉及这种情况．3．如图所示，电吉他的弦是磁性材料，已被磁化成永磁体．当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器，把声音播放出来．请解释电吉他是如何产生感应电流的？弦能否改用尼龙材料？答案：弦是永磁体，弦振动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流．不能改用尼龙材料．4．在地球赤道上空，从飞机上投下一个巨大的闭合铜线圈，线圈平面朝向地球北极，这个线圈中会产生感应电流吗？为什么？答案：地磁场类似于条形磁铁的磁场，当闭合铜线圈竖直下落时，穿过线圈的磁通量越来越大，所以线圈中会产生感应电流．一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形（横截面的周长不变），在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：线圈横截面是正方形时的面积S1＝L2＝（0.20）2 m2＝4.0×10－2 m2穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb横截面形状为圆形时，其半径r＝4L/（2π）＝2L/π横截面积大小S2＝π（2L/π）2＝16/（100π）m2穿过线圈的磁通量Φ2＝BS2＝0.50×16/（100π）Wb≈2.55×10－2 Wb所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝（2.55－2.0）×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb．1．感应电流产生的条件（1）电路闭合（2）穿过电路的磁通量发生变化2．分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键是分清磁感线的分布，即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化及有效磁场面积的变化．3．磁通量及磁通量的变化量与匝数无关，求Φ及ΔΦ时，不去考虑线圈匝数n．4．对于穿过某一平面的双向磁场，Φ应表示的是合磁通量的大小．5．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．1．发电机的基本原理是电磁感应，发现“磁生电”现象的科学家是（）．A．安培 B．奥斯特 C．法拉第 D．欧姆答案：C解析：安培提出分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了“磁生电”现象，欧姆通过实验得出了欧姆定律．2．关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（）．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变化时，螺线管的内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流D．只要闭合电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流答案：C解析：如果闭合电路磁通量不变化，不会产生感应电流，故A项错，B项中螺线管中的磁通量变化，但螺线管不一定闭合，故不一定有感应电流产生，D项中闭合电路的一部分做切割磁感线运动，但该回路中的磁通量不一定变化，因而不一定有感应电流产生．3．线框平面与直导线共面，若使线框从图示位置向上移动到直导线的上方的对称位置，如下图所示，在整个过程中，穿过线框的磁通量将（）．A．先增大后减小B．先增大后减小，再增大后又减小C．先减小后增大，再减小后又增大D．先增大后不变，再又减小答案：B解析：线框从图示位置向上移动到上边与直导线重合的过程中，磁通量增大；再移动到中央位置的过程中，向里的磁感线减少，向外的磁感线增多，向里的合磁通量减小到零，再移动到下边与直导线重合的过程中，向外的合磁通量增大；然后再向上远离直导线的过程中，向外的磁通量又减小．4．如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产生感应电流（）．A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动C．矩形线圈绕AB边转动D．矩形线圈绕BC边转动答案：C解析：根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化．A项中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，无感应电流．B项中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，不产生感应电流．C项中，矩形线圈绕AB边转动，穿过线圈的磁通量必发生变化，会产生感应电流．D项中，矩形线圈绕BC边转动，没有磁感线穿过线圈，磁通量恒为零，线圈中没有感应电流．5．下列各图中的线框或导线按如图所示的方向在匀强磁场中运动时，能产生感应电流的是（）．答案：B解析：A、C项中磁通量没有发生变化，无感应电流产生；D项中电路不闭合，不具备产生感应电流的条件；B项中，穿过闭合线圈的磁通量在减少，有感应电流产生．。

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第1节电磁感应现象
本节教材分析
三维目标
1、知识与技能
（1）知道电磁之间存在联系。

（2）知道电磁感应现象；知道产生感应电流要在一定条件下进行。

（3）知道法拉第发现了电磁感应现象，知道电磁感应现象对科学技术和人类文明进步的意义。

2、过程与方法
（1）探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。

（2）经历实验探究过程，学习科学探究的基本方法，进一步了解探索自然奥秘的科学方法。

3、情感态度与价值观
（1）认识自然现象之间是相互联系的，树立普遍联系的观点。

（2）通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真、不怕艰苦的学习态度。

教学重点
学生动手探究磁是否能生电及怎样才能生电。

教学难点
引导学生按照探究步骤独立完成一个较为完整的探究过程。

教学建议
本节教材从电流的磁效应现象出发，揭示出电与磁存在内在的联系，从而引出科学家们对“磁能生电吗？”这个问题的探索历程。

学生实验“探究感应电流产生的条件”是高中基础型教材中的重点探究课题，让学生通过猜想、假设、实验、比较、归纳等过程，得出实验结论。

然后用“示例”作为应用实验结论分析实际现象的范例。

本节教学建议在实验室进行，用1课时完成教学。

1．关于探究感应电流产生条件的“自主活动”的参考解答
把线圈和灵敏电流计连接成闭合电路。

2．关于学生实验“探究感应电流产生的条件”的说明
本实验是探索性实验，重在培养学生通过实验探究知识的能力，预期要达到如下目的：（1）能猜想出：通过线圈的磁通量必须发生变化，才会产生感应电流。

（2）实验方案除了课本给出的（插入或拔出磁铁）外，要能够按“怎样使通过线圈的磁通量发生变化”来设计出另外的实验方法，比如使开关通或断、调节变阻器电阻大小等。

要求每位同学至少设计两个方案，以培养创新思维能力。

3．关于“示例”的教学建议
示例中的实验在课堂上先演示，后分析。

通过讨论，对感应电流产生条件可以有较深的理解，体会到为达到同一个实验目的可以有多种实验方案。

同时，对法拉第的科学探索精神更为崇敬。

4．关于“DIS实验”的教学建议
“DIS实验”可作为课堂演示实验，若有条件也可以作为学生在课堂里做的验证性实验。

在这个实验中，若将线圈转到与磁子午面（经过地心和磁针静止时所指示的南北方向所作的垂直平面）平行时，线圈稍有转动，磁通量变化会比较大，所以产生的感应电流较明显。

新课导入设计
导入一
演示奥斯特实验：电能生磁
提出：磁能生电吗？
实验探究：设计实验证实猜想
导入二
1、磁场及磁感线的基本特征。

2、电流的磁场、右手螺旋定则及磁现象的电本质。

3、磁通、磁感强度的含义及相互关系。

4、左手定则和安培定律。