第38讲 电磁感应的综合性问题教案 新人教版选修3-2

第38讲 电磁感应的综合性问题

考情 剖析

(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B 代表中等，C 代表难)

考查内容 考纲要求

及变化

考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度

法拉第电 磁感应定 律的应用

Ⅱ 09年 计算 以导线框切割磁感线运动为背景，考查电磁感应定律与动能定理、牛

顿第二定律的综合运用求线框第一次穿越磁场区域所需的时间

10年 计算 以导体棒切割磁感线为背景，结合受力平衡，求磁感应强度

以及利用电磁感应定律公式，求电流稳定时导体棒的速度；

11年单选

以与电容器相连的直导线切割磁感线为背景，考查电流的变化情况

12年计算

以线圈切

割磁感线

为背景，考

查法拉第

电磁感应

定律公式

的应用，求

感应电动

势

重点 C

小结及预测1.小结：法拉第电磁感应定律的应用以选择题、计算题的形式进行考查，侧重以导线框(或线圈)切割磁感线运动为背景，考查电磁感应定律、受力分析、动能定理及牛顿第二定律的综合应用．2．预测：四年都有所考查，预测14年会持续考查．3．复习建议：复心时注重法拉第电磁感应定律在计算题中与受力分析、牛顿第二定律及动能定理的综合应

用，注重计算题的练习.

知识 整合

知识网络

基础自测

一、电路

1．内电路和外电路

(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于________．

(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的________，其余部分是________． 2．电源电动势和路端电压

(1)电动势：E ＝________或E ＝________. (2)路端电压：U ＝IR ＝________. 二、图象问题 图象 类型 (1)随________变化的图象如B －t 图象，Φ－t 图象、E －t 图象和I －t 图象 (2)随________变化的图象如E －x 图象和I －x 图象 问题 类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图象) 应用 知识 左手定则、安培定则、右手定则、________、________、欧姆定律、牛顿定律、函数图象等知识

三、综合力学问题 1．安培力的大小

?

????

感应电动势：E ＝ 感应电流：I ＝ 安培力公式：F ＝ ?F ＝B 2l 2v

R

2．安培力的方向

(1)先用________确定感应电流方向，再用________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________． 四、综合能量过程

1．能量的转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力________，将其他形式的能转化为________，电流做功再将电能转化为________

2．实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和________之间的转化

重点阐述

重点知识概述

1．本讲的重点是理解电磁感应中的能量问题，能用功能观点综合解决问题．分析时应牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分清哪些力做了功就知道有哪些形式的能量参与了转化，然后利用能量守恒列出方程求解．具体步骤是：

(1)受力情况、运动情况的动态分析； (2)物体所受各力的做功情况；

(3)列出动力学及能量守恒的方程求解． 2．电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况．解决这类电磁感应现象中的力学综合题，要将电磁学、力学中的有关知识综合起来应用．具体方法是：

确定电源(E ，r )错误!感应电流错误!运动导体所受的安培力

临界状态――→运动状态的分析v 与a 方向关系a 变化情况――→F ＝ma

合外力

难点释疑

1．电磁感应中的电路问题

(1)对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能．

(2)对电路的理解：同电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的区域，外电路由电阻、电容等电学元件组成．

(3)电路问题的主要考向 ①确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题．可以用右手定则或楞次定律解决．

②根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率问题．可以根据E ＝BLv 和闭合电路欧姆定律等知识解决．

③根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：E ＝n ΔΦ

Δt ，I ＝E R 总

，q

＝I Δt ＝n ΔΦ

R 总

.

(4)解决电磁感应电路问题的基本步骤

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向．感应电流方向是电源内部电流的方向．

②根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路．

③根据E ＝BLv 或E ＝n ΔΦ

Δt

结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定

律等关系式联立求解．

[特别提醒]路端电压、电动势和某电阻两端的电压三者的区别：

a ．某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘积．

b ．某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积或等于电动势减去内电压；当其电阻不计时路端电压等于电源电动势．

c ．某段导体作电源，断路时电压等于电动势．

【典型例题1】 如图所示，直线形挡板p 1p 2p 3与半径为r 的圆弧形挡板p 3p 4p 5平滑连接并安装在水平台面b 1b 2b 3b 4上，挡板与台面均固定不动．线圈c 1c 2c 3的匝数为n ，其端点

c 1、c 3通过导线分别与电阻R 1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为

d ，电阻R 1的阻值是线圈c 1c 2c 3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c 1c 2c 3内有一面积为S 、方向垂直于线圈平面向上的磁场，磁场的磁感应强度B 随时间均匀增大．质量为m 的小滑块带正电，电荷量始终保持为q ，在水平台面上以初速度v 0从p 1位置出发，沿挡板运动并通过p 5位置．若电容器两板间的电场为匀强电场，p 1、p 2在电场外，间距为l ，其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g .求：

(1)小滑块通过p 2位置时的速度大小； (2)电容器两极板间电场强度的取值范围；

(3)经过时间t ，磁感应强度变化量的取值范围． 温馨提示

此题较综合，应注意理解楞次定律、电容、动能定理、牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律之间的相互关系．

记录空间

【变式训练1】 如图所示，把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环，水平固定在竖直向下的匀强磁场中，一长度为2a 、电阻等于R 、粗细均匀的金属棒放在圆环上，与圆环始终保持良好的接触．当金属棒以恒定速度v 向右移动，且经过圆心时，棒两端的电压U MN 为( )

A ．Bav

B ．2Bav C.23Bav D.4

3

Bav

2．电磁感应现象中的图象问题

电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化，从而推知感应电动势(电流)大小变化的规律．用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正负以及在坐标中的范围．

分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析．有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析．

另外，要正确解决图象问题，必须能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规定对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断．这样，才抓住了解决图象问题的根本．

解决这类问题的基本方法：

(1)明确图象的种类，是B －t 图象还是Φ－t 图象，E －t 图象，或者I －t 图象． (2)分析电磁感应的具体过程．

(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程．

(4)根据函数方程、进行数学分析、如斜率及其变化、两轴的截距等．

(5)画图象或判断图象．

【典型例题2】如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是( )

温馨提示

解本题时注意角速度与线速度的关系以及右手定则的运用．

记录空间

【变式训练2】如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF，OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l，磁场方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框OO′方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )

3．电磁感应中的力学问题

(1)受力情况、运动情况的动态分析、思考路线是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度的变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始地循环，直至最终达到稳定状态，此时加速度为零，而速度v 通过加速达到最大值，做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线运动．

(2)求解思路和基本步骤是：

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． ②求回路中的电流．

③分析导体受力情况(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． (3)两种状态处理：

①导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析． ②导体处于非平衡态——加速度不为零．

处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． (4)电磁感应中的动力学临界问题：

①解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件．

②处理好两个方面及其制约关系

【典型例题3】 如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l ，左侧接一阻值为R 的电阻．区域cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s .一质量为m ，电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F ＝(0.5v ＋0.4)N(v 为金属棒运动速度)的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知l ＝1m ，m ＝1kg ，R ＝0.3Ω，r ＝0.2Ω，s ＝1m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动； (2)求磁感应强度B 的大小；

(3)若撤去外力后棒的速度v 随位移x 的变化规律满足v ＝v 0－B 2l 2

m R ＋r

x ，且棒在运动

到ef 处时恰好静止，则外力F 作用的时间为多少；

(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线．

温馨提示

解答本题注意理解电压、电流、感应电动势、速度之间的关系以牛顿第二定律和临界位置的理解．

记录空间

4．电磁感应中能量转化的常用方法

(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)画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式．

(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程．

(4)感应电路中的功能关系分析 ①准确把握安培力的特点．

F ＝BIL ＝B ′L ′v

R

(F 的方向特点，F 的大小随v 而变)，以其为桥梁将功能问题有机结合．

②功是能量转化的量度．

“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．同理，安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，安培力做多少功能有多少电能转化为其他形式的能．

【典型例题4】 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s ＝1.15 m ，两导轨间距L ＝0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R ＝1.5 Ω的电阻，磁感应强度B ＝0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r ＝0.5 Ω，质量m ＝0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好．从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q ＝0.1 J ．(取

g ＝10 m/s 2

)求：

(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W 安；

(2)金属棒下滑速度v ＝2 m/s 时的加速度a ；

(3)为求金属棒下滑的最大速度v m ，有同学解答如下：由动能定理W 重－W 安＝12

mv 2

m ，…….

由此所得结果是否正确；若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．

温馨提示

理解安培力做的功转换成了哪种能量、受力分析以及能量守恒原理． 记录空间

易错诊所

电磁感应中的动力学问题中的最终状态的判断为解题的关键所在，也是本节的易错点，很多同学因误判终态而出错．现列举常见模式

(1)一根导体棒在导轨上滑动．

“电—动—电”型“动—电—动”型示意图

棒ab长L，质量m，电阻R；导轨光

滑，电阻不计棒ab长L，质量m，电阻R；导轨光

滑，电阻不计

分析S闭合，棒ab受安培力F＝

BLE

R

，此时

a＝

BLE

mR

，棒ab速度v↑→感应电动势

BLv↑→电流I↓→安培力F＝

BIL↓→加速度a↓，当安培力F＝0

时，a＝0，v最大

棒ab释放后下滑，此时a＝g sinα，

棒ab速度v↑→感应电动势E＝

BLv↑→电流I＝

E

R

↑→安培力F＝

BIL↑→加速度a↓，当安培力F＝

mg sinα时，a＝0，v最大

运动

形式

变加速运动变加速运动

最终状态

匀速运动v m＝

E

BL

匀速运动

v m＝

mgR sinα

B2L2 (2)两根导体棒在电阻不计的导轨上滑动．

初速度不为零，不受其他水平

外力作用

光滑平行导轨光滑不等距导轨示

意图质量m1＝m2，

电阻r1＝r2

长度L1＝L2

质量m1＝m2

电阻r1＝r2

长度L1＝2L2

规律

分析杆MN做变减速运动，杆PQ做

变加速运动，稳定时，两杆的

加速度为零，以相等的速度匀

速运动

稳定时，两杆的加速度为零，

两杆的速度之比为1∶2

初速度为零，一杆受到恒定水

平外力作用

光滑平行导轨

不光滑平行导轨

示意图

质量m 1＝m 2 电阻r 1＝r 2 长度L 1＝L 2

摩擦力F f 1＝F f 2＝F f

质量m 1＝m 2 电阻r 1＝r 2 长度L 1＝L 2

规 律

分

析

开始时，两杆做变加速运动；

稳定时，两杆以相同的加速度做匀变速直线运动 开始时，若F ≤2F f ，则PQ 先

变加速运动后匀速运动；若F

＞2F f ，则PQ 先变加速运动，

之后两杆匀加速运动(图中只

画出了F ＞2F f 的情况)

【典型例题5】 在图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，导体棒的最终运动状态是( )

A ．三种情况下，导体棒ab 最终都是匀速运动

B ．图甲、丙中ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab 棒最终静止

C ．图甲、丙中，ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动

D ．三种情况下，导体棒ab 最终均静止 温馨提示

解答本题时注意感应电动势的方向、电容的作用以及感应电动势与原电动势方向问题． 记录空间

【变式训练3】 如图所示，间距为l 、电阻不计的两根平行金属导轨MN 、PQ (足够长)被固定在同一水平面内，质量均为m 、电阻均为R 的两根相同导体棒a 、b 垂直于导轨放在导轨上，一根轻绳绕过定滑轮后沿两金属导轨的中线与a 棒连接，其下端悬挂一个质量为M 的物体C ，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．开始时使a 、b 、C 都处于静止状态，现释放C ，经过时间t ，C 的速度为v 1，b 的速度为v 2.不计一切摩擦，两棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g ，求：

(1)t 时刻C 的加速度值；

(2)t 时刻a 、b 与导轨所组成的闭合回路消耗的总电功率．

随堂 演练

1．穿过某闭合回路的磁通量φ随时间t 变化的图象分别如图①～④所示，下列说法正确的是( )

第1题图

A ．图①有感应电动势，且大小恒定不变

B ．图②产生的感应电动势一直在变大

C ．图③在0～t 1时间内产生的感应电动势大于t 1～t 2时间内产生的感应电动势

D ．图④产生的感应电动势先变大再变小 2．如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B ＝1.0T ，质量为m ＝0.04 kg 、高h ＝0.05 m 、总电阻R ＝5Ω、n ＝100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M ＝0.08 kg 的小车上，小车与线圈水平长度L 相同．当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v 1＝10 m/s 进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直．若小车运动的速度v 随车的位移x 变化的v －x 图象如图乙所示，则根据以上信息可知( )

第2题图

A ．小车的水平长度l ＝15 cm

B ．磁场的宽度d ＝35 cm

C ．小车的位移x ＝10 cm 时线圈中的电流I ＝7 A

D ．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q ＝1.92 J

第3题图

3．如图所示，质量为m 、边长为L 、回路电阻为R 的正文形金属框，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M (M >m )的砝码，金属框上方有一磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的下边界与金属框的上边平行且相距一定距离．则在金属框从开始运动到整个框进入磁场的过程中，下列说法正确的是( )

A ．细线对金属框做的功等于金属框增加的机械能

B ．细线对金属框的拉力可能等于Mg

C ．线框上的热功率可能大于M －m 2g 2R

B 2L

2

D ．系统的机械能损失可能小于(M －m )gL

4．如图所示，水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L ＝0.40m ，轨道左侧连接一定值电阻R ＝0.80Ω.将一金属直导线ab 垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab 的质量m ＝0.10kg 、电阻r ＝0.20Ω，回路中其余电阻不计．整个电路处在磁感应强度B ＝0.50T 的匀强磁场中，B 的方向与轨道平面垂直．导线ab 在水平向右的拉力F 作用下，

沿力的方向以加速度a ＝2.0m/s 2

由静止开始做匀加速直线运动，求：

第4题图

(1)5s 末的感应电动势大小；

(2)5s 末通过R 电流的大小和方向；

(3)5s 末作用在ab 金属杆上的水平拉力F 的大小．

5．如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端接一个额定功率为P、电阻为R的小灯泡．整体系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．下落过程中小灯泡亮度逐渐增大，在某时刻后小灯泡保持正常发光，亮度不再变化．重力加速度为g.求：

第5题图

(1)小灯泡正常发光时，金属杆MN两端的电压大小；

(2)磁感应强度的大小；

(3)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率．

第38讲 电磁感应的

综合性问题

知识整合 基础自测

一、1.(1)电源 (2)内阻 外电路 2.(1)Blv n ΔΦ

Δt

(2)E －Ir

二、时间t 位移x 楞次定律 法拉第电磁感应定律 三、1.Blv E

R

BIl

2.(1)右手定则 左手定则 (2)相反 四、1.做功 电能 内能 2.电能 重点阐述

【典型例题1】 如图所示，直线形挡板p 1p 2p 3与半径为r 的圆弧形挡板p 3p 4p 5平滑连接并安装在水平台面b 1b 2b 3b 4上，挡板与台面均固定不动．线圈c 1c 2c 3的匝数为n ，其端点c 1、c 3通过导线分别与电阻R 1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d ，电阻R 1的阻值是线圈c 1c 2c 3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c 1c 2c 3内有一面积为S 、方向垂直于线圈平面向上的磁场，磁场的磁感应强度B 随时间均匀增大．质量为m 的小滑块带正电，电荷量始终保持为q ，在水平台面上以初速度v 0从p 1位置出发，沿挡板运动并通过p 5位置．若电容器两板间的电场为匀强电场，p 1、p 2在电场外，间距为l ，其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：

(1)小滑块通过p 2位置时的速度大小； (2)电容器两极板间电场强度的取值范围；

(3)经过时间t ，磁感应强度变化量的取值范围． 【答案】 (1)v 20

－2μgl (2)0＜E≤m （v 2

0－2μgl ）

5qr

(3)0＜ΔB ≤3md （v 2

0－2μgl ）

10nSqr

t.

【解析】 磁感应强度均匀增大，则线圈内产生感应电动势，相当于电源．由楞次定律知c 3端为正极，c 1端为负极．电容器并联在R 1的两端，获取R 1两端的电压并在内部形成电场，等效电路图如图甲所示．

(1)小滑块运动到p 2位置时速度为v 1，由动能定理有：－μmgl ＝12mv 21－12mv 2

0.

v 1＝v 2

0－2μgl.

甲

乙

(2)由题意可知，电场方向如图乙，若小滑块能通过位置p ，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p 5，设小滑块在位置p 的速度为v ，受到的挡板的弹力为F N ，匀强电场的电场强度为E ，由动能定理有：

－μmgl －2rEq ＝12mv 2－12

mv 2

0.

当小滑块在位置p 时，由牛顿第二定律有：F N ＋E q ＝m v

2

r .

由题意有：F N ≥0.

由以上三式可得：E≤m （v 2

0－2μgl ）

5qr .

E 的取值范围：0

5qr

.

(3)设线圈产生的电动势为E 1，其电阻为R ，平行板电容器两端的电压为U ，t 时间内磁感应强度的变化量为ΔB ，得：U ＝Ed.

由法拉第电磁感应定律得：E 1＝n ΔBS

t .

由全电路的欧姆定律得：E 1＝I(R ＋2R)． U ＝2RI.

经过时间t ，磁感应强度变化量的取值范围：0<ΔB ≤3md （v 2

0－2μgl ）

10nSqr

t.

变式训练1 C 【解析】 由题意可知，金属棒中感应电动势E ＝Blv ＝2Bav 金属棒经过圆心时，其两边电阻均为R 且是并联，总电阻R 总＝R 2

R ＋R ＝1

2R 而U MN 是指路端电压，所以，

U MN ＝E R 总＋R R 总＝2Bav 12

R ＋R ·12R ＝2

3

Bav.

【典型例题2】 如图所示，一导体圆环位于纸面内，O 为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM 可绕O 转动，M 端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM 以匀角速度ω逆时针转动，t ＝0时恰好在图示位置．规定从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t ＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt 变化的图象是( )

【答案】 C 【解析】 根据E ＝12B ωL 2

和I ＝E R 可知，导体切割磁感线产生的感应电流

的大小是恒定的．根据右手定则，可知C 正确．

变式训练2 B 【解析】 线框刚进入磁场时，磁通量增加，根据楞次定律，可以判断感应电流的磁场垂直纸面向外，根据安培定则可知，感应电流为逆时针方向，故C 、D 错误；由E ＝Blv ，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A 错误，B 正确．

【典型例题3】 如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l ，左侧接一阻值为R 的电阻．区域cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m ，电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F ＝(0.5v ＋0.4)N(v 为金属棒运动速度)的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知l ＝1m ，m ＝1kg ，R ＝0.3Ω，r ＝0.2Ω，s ＝1m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动； (2)求磁感应强度B 的大小；

(3)若撤去外力后棒的速度v 随位移x 的变化规律满足v ＝v 0－B 2l

2

m （R ＋r ）x ，且棒在运

动到ef 处时恰好静止，则外力F 作用的时间为多少；

(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线．

【答案】 (1)见解析 (2)0.5 T (3)1 s (4)见解析

【解析】 (1)R 两端电压U∝I∝ε∝v，U 随时间均匀增大，即v 随时间均匀增大 ∴加速度为恒量，即金属棒做匀加速运动．

(2)F －B 2l 2

R ＋r v ＝ma ，将F ＝0.5v ＋0.4代入得? ??

??0.5－B 2l 2

R ＋r v ＋0.4＝ma. ∵加速度为恒量，与v 无关， ∴ma ＝0.4，0.5－B 2l

2

R ＋r ＝0.

代入数据得：B ＝0.5T ，a ＝0.4m/s 2

.

(3)撤去外力前金属棒的运动距离为x 1＝12at 2，撤去外力后v 0＝B 2l

2

m （R ＋r ）x 2＝at.

x 1＋x 2＝s ，∴12at 2＋m （R ＋r ）

B 2l

2

at ＝s. 代入数据得0.2t 2

＋0.8t －1＝0，解方程得t ＝1s.

(4)撤力前导轨做初速为零的匀加速运动，则

v 2

＝2ax ，v ＝2ax.

本小题的分析和判断关键要抓住两个临界位置．若恰在磁场区边缘fe 处停下，则已由第(3)小题得到结果，力F 作用时间为1s ，代入可求得

x 1＝0.2m ，v 0＝0.4m/s.

若力F 作用时间不足1s(x 1＜0.2m)则停于磁场内，超过1s(x 1＞0.2m)则出磁场时速度尚未减为零，然后匀速；另一个临界位置是恰在接近fe 处撤力，则在出磁场前始终加速．综上所述，可能的图线如图所示．

【典型例题4】 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s ＝1.15 m ，两导轨间距L ＝0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R ＝1.5 Ω的电阻，磁感应强度B ＝0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r ＝0.5 Ω，质量m ＝0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好．从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q ＝0.1 J ．(取

g ＝10 m/s 2

)求：

(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W 安； (2)金属棒下滑速度v ＝2 m/s 时的加速度a ；

(3)为求金属棒下滑的最大速度v m ，有同学解答如下：由动能定理W 重－W 安＝12mv 2

m ，…….

由此所得结果是否正确；若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．

【答案】 (1)0.4 J (2)3.2 m/s 2

(3)见解析 【解析】 (1)下滑过程中克服安培力做的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于R ＝3r ，

根据Q ＝I 2

Rt

可知：Q R ＝3Q r ＝0.3 J

所以W 安＝Q ＝Q R ＋Q r ＝0.4 J

(2)金属棒下滑时受重力和安培力

F 安＝BIL ＝B 2L

2

R ＋r

v

由牛顿第二定律得mgsin30°－B 2L

2

R ＋r ＝ma

所以a ＝gsin30°－B 2L

2

m （R ＋r ）

v

＝10×12 m/s 2－0.82

×0.752

×20.2×（1.5＋0.5）m/s 2＝3.2 m/s 2

(3)金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足 mgsin30°－B 2L

2

R ＋r

v ＝ma

上式表明，加速度随速度增大而减小，棒做加速度减小的加速运动．无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大．由动能定理可以得到棒的末束速度，因此上述 解法正确．

mgssin30°－Q ＝12mv 2

m

所以v m ＝2gssin30°－2Q

m

＝

2×10×1.15×12－2×0.4

0.2

m/s ＝2.74 m/s.

【典型例题5】 在图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲

图中的电容器C 原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，导体棒的最终运动状态是( )

A ．三种情况下，导体棒ab 最终都是匀速运动

B ．图甲、丙中ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab 棒最终静止

C ．图甲、丙中，ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动

D ．三种情况下，导体棒ab 最终均静止

【答案】 B 【解析】 图甲中，ab 棒以v 0向右运动的过程中，电容器开始充电，充电后ab 棒就减速，ab 棒上的感应电动势减小，当ab 棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，ab 棒上无电流，从而做匀速运动；图乙中，由于电阻R 消耗能量，因此ab 棒做减速运动，直至停止；图丙中，当ab 棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在ab 棒上的安培力使ab 棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左加速运动，向左加速过程中，ab 棒产生的感应电动势与原电动势反向，当ab 棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，ab 棒上无电流，从而向左匀速运动，所以B 正确．

变式训练3 (1)2MgR －B 2l 2

（v 1－v 2）

2R （M ＋m ）

(2)B 2l 2

（v 1－v 2）v 12R

【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，t 时刻回路的感应电动势 E ＝Bl(v 1－v 2)，① 回路中感应电流I ＝E

2R

.②

以a 为研究对象，根据牛顿第二定律 F T －BIl ＝ma ，③ 以C 为研究对象，根据牛顿第二定律 Mg －F T ＝Ma ，④ 联立以上各式解得 a ＝2MgR －B 2l 2

（v 1－v 2）2R （M ＋m ）

(2)解法一：

t 时刻回路消耗的总电功率等于a 棒克服安培力做功的功率，即P ＝BIlv 1＝B 2l 2

（v 1－v 2）v 1

2R

.

解法二：a 棒可等效为发电机，b 棒可等效为电动机． a 棒的感应电动势为 E a ＝Blv 1，⑤ 闭合回路消耗的总电功率为P ＝E a I ，⑥ 联立①②⑤⑥解得P ＝B 2l 2

（v 1－v 2）v 1

2R

解法三：闭合回路消耗的热功率为P 热＝E 2

2R ＝B 2l 2

（v 1－v 2）

2

2R ，

b 棒的机械功率为P 机＝BIl·v 2＝B 2l 2

（v 1－v 2）v 2

2R

.

故闭合回路消耗的总电功率为P ＝P 热＋P 机＝B 2l 2

（v 1－v 2）v 1

2R .

随堂演练

1.C 【解析】 根据法拉第电磁感应定律有E ＝Δφ

Δt ，可见，感应电动势的大小与磁

通量的变化率有关，即与φ－t 图象斜率的绝对值成正比；图①的斜率为零，表示感应电动势为零，所以选项A 错误；图②的斜率大小恒定，所以产生感应电动势大小不变，选项B 错误；图③在0～t 1时间内斜率的绝对值相对于t 1～t 2时间内的较大，所以在0～t 1时间内产生的感应电动势大于t 1～t 2时间内产生感应电动势，选项C 正确；图④中的斜率的绝对值先变小后变大，所以产生的感应电动势先变小再变大，选项D 错误．本题答案C.

2.C 【解析】 从x ＝5 cm 开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下车做减速运动，速度v 随位移x 减小，当x ＝15 cm 时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动．小车的水平长度l ＝10 cm ，A 项错；当x ＝30 cm 时，线圈开始离开磁场，则d ＝30 cm －5 cm ＝25 cm ，B 项错；当x ＝10 cm 时，由图象知，线圈速度v 2＝7 m/s ，感应电流I ＝I ＝E R ＝nBhv 2R ＝7 A ，C 项正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为v 3＝2 m/s ，线圈上产生的电热为Q ＝12

(M ＋m)(v 21－v 2

2)＝5.76 J ，D 项错．

3.BCD 【解析】 细线对金属框做的功等于金属框增加的机械能和金属框中产生的总热量之和，选项A 错误；如果线框匀速进入磁场，线框受到的合力为零，细线对金属框的拉力T ＝Mg ，此时线框受到的竖直向下的安培力F 安＝(M －m)g ，选项B 正确；设线框匀速进入

磁场时的速度为v 0，则F 安＝BIL ＝B 2L 2

v 0/R ，又F 安＝(M －m)g ，可求出，此时线框上的热功

《法拉第电磁感应定律》教学设计

《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。

4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势

电磁感应现象教学反思

篇一：电磁感应教学反思 《电磁感应》教学反思 —— 一名年轻教师的课后感想 临沧 市一中物理教研组李芳 时光 飞逝，转眼间，我步入教学岗位已经接近三年了，在我从一个学生变成一名教师的巨大角色转 换中，在学校领导和老教师的帮助和指导下，我努力做好每一件事情，注重自己教学业务水平 的提高、注重反思教学中的缺漏、注意做好对学生和引导和与学生之间的沟通，但毕竟经验 不足、能力有限、应变能力还很欠缺，教学中还是经常快乐并失落着。 对于 一名教师来说，每上完一节课，都会有很多感受，有源于 传授 知识的喜悦、有对重点突出和难点突破的成就感、当然也有对课中遗漏每个细节的遗憾、有对 部队学生有厌学情绪的不解、有对没有处理好教学中出现的一些突发事件的沮丧、有对课堂效 率不高的忧虑 本节 课我试图改变这种弊端，在教学过程的总体设计上以学生为探索者，教师做引路人。按照教师 为主导，学生为主体，多媒体演示作手段，问题为线索的构想，采用引导探索式教法来进行教 学。试图教学过程的各个环节不断地为学生创设问题情境，设置悬念，适时点拨。例如在引 入新课时启发学生用逆向思维去提出问题，激发他们探求新知识的兴趣。当探索多次失败时， 启迪学生要持之以恒；当探索成功时，则简明扼要地概括研究问题的思路。把学生从纯知识的 学习导向知识、能力、思想的全面发展。 首 先，开始时没有培养好学生的学习兴趣，让学生由“老师要我学”变为“我要学”这个问题上 我做的还很不够。有学生上课注意力不集中，甚至打瞌睡。 其 次，课堂中还是没做到敢于“放”，善于“引” 。这堂课在学生探究方法上和时间可能不够 的问题上会比较突出，三个探究实验能否收到良好的教学效果，与教师的科学引导密切相关。 如果“放而不引”，流于形式，不仅教学时间不够，学生也可能“玩无所获”，如探究“电磁 感应现象”实验、“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验，实验次数较多，操作中易出现 如电路故障、方法不合理等这样那样的问题，没有教师的合理引导，学生不可能在有限时间内 完成学习任务。 最 后，我对初中物理教材和高中物理教材的研究还不够透彻。 篇二：电磁感应教学反思 高二物理《电磁感应现象》教学反思

电磁感应现象教学设计

电磁感应现象教学设计 电磁感应现象教学设计 篇一：电磁感应现象教学设计 一、教材分析 课本从4个层面介绍了电磁感应——定性了解定磁感应现象、掌握感应电动势方向的判定规则和定量计算感应电动势的大小、了解电磁感应的两类情况、了解电磁感应规律在自感涡流电磁阻尼电磁驱动中的应用。 教材对感应电流产生条件、感应电流方向的判定、感应电动势的大小等的处理，全部是从唯象的角度，而且全部是拿磁通量来说事；但实际上，电磁感应存在两种本质完全不同的情况，而且谈论磁通量必须有一个回路，可是一根导体棒切割磁感线却没有回路。这种处理，实际上给学生造成了许多理解和应用上的困难。 不过，教材利用第五节做了一个补充，那么，一轮复习，笔者认为就应该纠回正常思路，先分两种情况说明，然后总结出感应电流产生条件、感应电流方向的判定规则和感应电动势的大小计算的磁通量表述。 另外，一轮复习，第一讲承担着全章知识内容的引领作用，因此本讲可以将本章所涉及的大部分关键模型拿出来与学生见面。 二、学情分析 学生已经自主复习了教材，并自主完成了第一讲资料前后的填空、

辨析和例题、练习，对本章、本讲所涉及的内容和题型都有了较为熟悉的了解。 但是，从练习的完成质量来看，学生对电磁感应的实质、磁通量的变化、楞次定律的综合应用都存在明显困难，这需要老师引导梳理和透彻理解本讲内容、并分类讲解楞次定律的应用思路和技巧。三、教学目标 1、知识与技能：熟练掌握磁通量及其变化的计算方法，理解感应电流的产生条件，深刻理解楞次定律并能够熟练、灵活应用。 2、过程与方法：通过教师的引导，一起重新整理知识脉络，从而加深对本章本节知识内容的理解；同时，通过对练习题的归类分析，从而加深对楞次定律的理解。 3、情感、态度与价值观：培养学生深入学习本章的兴趣和信心。 四、教学重难点 1、磁通量及其变化； 2、感应电流的产生条件； 3、楞次定律、右手定则的理解和应用。五、教学媒体 PPT多媒体课件，《与名师对话》一轮复习资料六、教学时间 七、教学反思 1、本讲第一部分内容——知识串讲部分，结合PPT课件讲快一些，因为特殊原因我的课件未能用成，导致知识串讲部分没有讲完。 2、有教师反映，感生电动势的讲解超纲——高考不考，一轮复习就不应该涉及。 3、楞次定律是电磁感应一章的难点，从后续几讲练习完成情况

电磁感应定律的应用教案

电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 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产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 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。 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，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子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。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势

《电磁感应现象》教学设计

《电磁感应现象》教学设计 一、教材分析 电磁感应现象实在学生学习了电学的初步知识和电流能够产生磁场的基础上编排的，是初中电与磁的重点，同时也是电磁学的基础，通过本节课的学习，不仅能加深对电能生磁的理解，同时让学生对电磁学有一个较全面的认识，为下面和以后有关电磁学的学习奠定了基础。此外，电磁感应知识与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，因此，学习这部分知识有重要的现实意义。 二、学情分析 初中学生正处于发育、成长阶段，他们对事物存在好奇心，具有强烈的操作兴趣。而且通过前面的学习，已经初步掌握了科学探究的方法，分析问题、应用知识解决问题的能力也有所加强。 三、设计理念 本节课以新课程理念为指导，实施探究式教学，注重培养学生动手、动脑的良好习惯，让学生通过自主探究获得新知识，渗透科学探索的精神。 本节课利用日常生活中的“电”由何而来，引入新课，以激发学生的学习欲望，体现了从生活走向物理。在探究“磁生电”的过程中，采取了“逆向思维”、“科学探究”等方法，使学生始终处于积极的思索之中，把“教学过程”转变为“探究过程”，培养了学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力。而在学习发电机的过程中，则以学生自主学习为主，结合图片和模型，解决有关问题，同时通过“三峡工程”和“磁记录”等内容，把所学知识应用与生产实际中，以培养学生的自学能力以及终生的探索乐趣。 四、设计思路 1、三维目标 （1）知识与技能 ①理解电磁感应现象。 ②了解感应电流的方向与导体运动的方向及磁场的方向有关。

③知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。 ④知道我们的生活用电是交流电。 （２）过程与方法 ①通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。 ②通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小 发明、小制作活动。 （3）情感、态度与价值观： ①通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。 ②通过介绍发电机的发明，是学生了解科技发展是人类社会进步的巨大推动力。 2、教学重点和难点 （1）教学重点：磁如何产生电。 （2）教学难点：电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。 3、教学方法 观察实验法、科学猜想、实验探索法、讨论归纳法、多媒体演示、合作探究。 4、学法指导 现代的素质教育有一个更新的观念，就是培养学生的创新精神和实践能力，这其中最主要的因素就是懂得自己去发现问题而不是等别人来提问题，这也是我们以前教学过程中不太注意的，所以，现在我们要注意这些问题的发现。 对现时期的教学来讲，我们不仅要教学生知识，培养学生能力，传播学习的思想方法，重要的是通过这些手段，培养他们的学习能力，为他们今后继续教育或终身教育打下良好的基础。所以教学法部分有：（1）使学生学会发现问题，然后是分析、解决问题的能力。学生只有有了疑问，才有学习的动力，而问题的解决，恰好就是建立新的知识结构的过程，从而培养学生

电磁感应教案

《电磁感应》章节复习教案 第二课时：电磁感应综合问题 课型：复习课 时间：2015/04/22 班级：高二（1）班 教者：许军义 教学目标： （一）知识与技能 1．进一步掌握感应电流的产生条件、方向的判断、大小的计算。 2. 掌握解决电磁感应中电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路。 （二）过程与方法 通过电磁感应中的电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路的教学，使学生的解题能思路、解题能力和解题方法得到进一步的提高，初步达到高考要求。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点：电磁感应综合问题分析方法及思路 教学难点：1.电磁感应与电路问题综合中等效电路分析。 2.电磁感应与力学问题综合中受力截面图分析及运动过程分析。 教学过程： 一、组织教学，清点人数。 二、导入教学，展示目标。 三、新课教学： （一）、电磁感应与电路知识的综合应用 用电路规律求解，主要1、解决电磁感应与电路问题的分析方法及思路。 （1）、确定电源： 首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体就是电源，其次利用 或 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 （2）、分析电路结构，画等效电路图。 （3）、利有欧姆定律，串并联规律等。 2、例题分析 {例1} 匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场宽度为d ，一正方形金属框连长为L,每边电阻 t n E ??Φ=θsin BLv E =

均为R ，金属框以速度V 匀速穿过磁场区域，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。则线圈进入磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= ；穿出磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= 。 {解题方法过程} 学生活动：画出线圈进入磁场和穿出磁场过程中 等效电路 师生活动：根据等效电路及电路知识确定线圈进 入磁场和穿出磁场过程中a 、b 两点间 电压Uab 答案：进入磁场过程:Uab=BLV/4 穿出磁场过程:Uab=3BLV/4 (二)、电磁感应中的动力学问题 1、解决电磁感应与动力学问题的分析方法及思路： 教师活动：展示电磁感应中的动力学问题解题的基本思路方框图，并讲解。 学生活动：看图理解。 2、例题分析 {例2}如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd 和ef ，水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m 。整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= 3 mg 拉细杆a ，经很长一段时间后，杆b 恰好静止在圆环上某处，试求： （1）此时回路中的感应电流； （2）此时杆b 的位置距圆环最低点的高度。 {解题方法过程} 学生活动：1、分析a 杆最终运动状态。 2、据a 3、画b 杆受力截面图。 a d b c 电路分析 确定电源 （E ，r ） 感应电流确定导体所受的安培力 受力分析确定合外力 a v 与a 方向关运动状态分析 临界状态

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

法拉第电磁感应定律教学设计

§4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；

《电磁感应》教学设计

《电磁感应》教学设计 （一）引入新课：我们的物理“很美”，它具有“和谐的美”、“规律的美”——如浩瀚的宇宙及我们的太阳系在各就各位的运行着；它还具有“对称美”——如有“正电”就有“负电”、磁体有“南极”就有“北极”、平面镜中的像与物完全对称、还听说有“物质”就有“反物质”??当然物理也具有“奇异的美”，如听说有“磁单极子”，还有什么“宇称不守恒”……随着以后年级的递增，你会逐渐发现物理的各种美。通过奥斯特实验，我们知道：“电”能产生出“磁” ,（老师不妨在30秒内重现这个实验），那么同学猜想，反过来，“磁”能否生产出“电”来呢？（顺便板书逆向箭头并带问号） 几乎所有学生猜：“磁”也能生“电”。（那只是乱猜，无正当 理由，只是思维定势喊的） （二）引导学生确定需要哪些器材（这里，老师起很大主导作用）：当然要有磁体，还得有导线（否则，电流在哪流？），我给准备的是2m长的。还得有检验是否生出电流来的电流表（否则，你生出电来 了都还不知道呢）。 （三）这时，老师宣布：“开始试验，我看咱班那位同学把法拉 第憋了10年才发现的电流找出来”：同学们跃跃欲试，摩拳擦掌， 都想第一个发现，情绪激动，但无从下手，不知怎么摆弄好，憋得难

受，我则煞有介事的巡视着??我知道他们几乎发现不了。但我就想让他们憋很长一段时间并且还没书看，急的难受。巡视时，我发现各种各样的做法：1、导线敞开着，放在蹄型磁体上不动（很多学生）；2、导线敞开着，在蹄型磁体上随便乱动（很多学生）；3、导线敞开着，放在蹄型磁体中间不动（很多学生）；4、导线敞开着，放在蹄型磁体中间晃动（部分学生）；?? 这时候，我只问学生一句话：“开着的导线里会有电流吗？”只见大部分学生开始把导线闭合。但还是没有同学生产出电流来，我再说：“不急，人家法拉第用了好几年，我们才一节课，不过二班有个同学发现了”（其实没有）。就这样，学生们在好胜心的驱动下，积极的想着办法??我巡视着，开始发现有些学生把导线缠绕到蹄型磁体上。约15——20分钟以后（绝不是浪费），我走上讲台演示，我用的演示器材就是普通导线，我用夸张的慢动作缠绕10圈，快速切割，学生不约而同的：“啊，电流！”，我再用夸张的慢动作缠绕20圈，30圈，学生高呼：“大电流！”；再换正规实验器材——线圈，再做实验，然后，在线圈里接入一个灯泡，也发光。到此，学生一直感叹，后悔，我就差那么一点点！此时，我讲法拉第及科拉顿的故事。发给学生们线圈也感受感受。师生共同总结：产生电流的条件及电流方向与什么有关。

(推荐)自编电磁感应导学案

第四章 《电磁感应》 预习作业: 一、磁通量（阅读3-1 第三章磁场88页） 定义： 公式： 单位： 符号： 1、 理解S ？ 2、 的量性？ 3、 引起的变化的原因？ 4、 定性讨论如何确定磁通量的变化？ 磁通密度 推导：B=/S ，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m 2 表示B 的单位； 习题思考： 1、比较穿过线圈A 、B 磁通量的大小 2、线圈由此时位置向左穿过导线过程，磁通量如何变化？ 二、4.1划时代的发现（阅读3-2第一节） 问题1：奥斯特在什么思想的启发下发现了电流的磁效应？ 问题2：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？ 问题3：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4：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5：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？ C d b a

问题6：什么是电磁感应？什么是感应电流？ 三、4.2探究感应电流产生的条件（阅读课本第二节） 1、初中学习过电磁感应现象产生的条件？ 2、阅读实验，猜想实验现象？ 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。猜想电流表的指针变化？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： 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

演示：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，猜想电流表的指针变化？ 演示：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。猜想以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生，记录在下表中。 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： 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：

电磁感应教学设计.

电磁也应现象 本％内容足电船学的快心内容Z .在性个岛中物理中占有相％。要的地位.它 揭求了嫌和电的内在联札 教材先an r 解r 法拘弟发现电破也应现欢的眼难 历阳 后通过实淼探究的方法闩纳出了 “磴生电”的垸律.在教材中起到了承询 启后的作用.足学生今后学习法按第电磴盛戍定忡,捞次定冲和女变电流产牛?的 学牛己知道电流的mw.—奥斯特实驶.掌押r 磁场的禁本知识.卯解r 磁通 祖的幔念.粉中时也已经学习r 闭合电路的部分导体做切削猊蛾线遥动产生蛤应 电流的知识. n 然会激发起他们继续探究壤成电流产生的条件的兴鲤和热情.iftj ti 同学们u 前己经“ ?定的电学实轸裸件机岫和 定的探究.分析与归纳的能 力.对木n 课设计探究实脸 经教的指亍和小组合作.应该能够顺利完成， 析如此 学情分析 教学 II 标 W g 「.拘■"现电磁蛾应现象的的折妨村 用i 八"仅此 知谄什久是电破墙应现象,理解螃阿电检产生的条件. 过程与方法 情蛾、态度与 价值观 学会通过实心祝察.记京实於结果?分析论证?得出结论的科学探 究方法? I:通过对电磴博应现望的发现历程的学习，体会人类探索自然规伸 的科学态反和科学粘神. 2,逸过学习产生“嫉生电”的条件.斥成探宛物理岫I 的R 好习虬 提高自身的素养. 学点点 学法F 教垂推 教方及段 页点：通过实睑探究博应电流的产生条（1. 难点：加织学生完成他磁￥成现纹的实我.”纳忌结出产4一蛾成电流的条件. （1） 教帅启发.引轩孕牛先ni 很读法拉第发现电破壕应现象的眼燃为程?后认亭 生经历 探究'.愣应电流产生的条件”的过程.叩提出何迷——役订实验——采址数揖一 交流反愦-一分析队纳一行出结论一实践应川.学生在教帅的指导卜I ：动思号.I ； 动探索,亲身体/.从而体会科孚探索中的艰松 衡》其中的方法.激发学生的求知 砍.捉研生的科学案养? （2） 以探究实较为*线.结合演示实轮.设置1站的问题教学.以多媒体课件,电 『白板辅助教学. 教学 条形破轶.灵故电液计.演示电衣.线Nk JMNWh 滑动变RIH..蹄形磁铁. 媒体 电W. ［电池、微电流放人样.奥斯， ?" ? ITM）.媒线管.PPT 课件 教学 流程 图 教学过程设计 教学渔群 ?）新课引入 【演示I 】演示生活中的瞥通F 电简和尹压武「电筒发光 丁Ik 式T 电筒没仃电池，伊傩式发光,它的电是从哪来的？要 蜉决这个轲题，我们需要学习新的，八电磁骆 洁 今天我们学习第 W 电陋感应现象， 学生活动 设 旋察现象 以生活中的现 象 为切入点?创 i 殳情境，迅速吸 引学生的注意 力.井设置慈

法拉第电磁感应定律教案新人教版选修Word版

高二物理选修3-2《法拉第电磁感应定律》教案 目的要求 复习法拉第电磁感应定律及其应用。 知识要点 1.法拉第电磁感应定律 （1）电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即t k E ??Φ=，在国际单位制中可以证明其中的k =1，所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。（平均值） 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从匀强磁场中向右匀速拉出过程，仅ab 边上有感应电动势E =Blv ，ab 边相当于电源，另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 放在匀强磁场 中，当磁感应强度均匀减小时，回路中有感应电动势产生，大小为E =l 2(ΔB /Δt )，这种情况下，每条边两端的电压U =E /4-I r = 0均为零。 （2）感应电流的电场线是封闭曲线，静电场的电场线是不封闭的，这一点和静电场不同。 （3）在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E=BLv sin α（α是B 与v 之间的夹角）。（瞬时值） 2.转动产生的感应电动势 ⑴转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v 应该指导线上各点的平均速度，在本题中 应该是金属棒中点的速度，因此有22 12L B L BL E ωω=?=。 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分 别为L 1、L 2，所围面积为S ，向右的匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab 、cd 两边切割磁 感线，产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果线圈由n 匝导线 绕制而成，则E=nBS ω。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B 垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 例题分析 例1：如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感 L 1 v c B l a b d l v a b d ω o a v b c L 1 L 2 ω

电磁感应教学设计

电磁感应教学设计 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么?

师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书： 〈实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉

《4.4法拉第电磁感应定律教案》

4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 （1）知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 （2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、 t ??Φ。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？ 二、引入新课 1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？ 三、进行新课 （一）、探究影响感应电动势大小的因素 （1）猜测：感应电动势大小跟什么因素有关？（2）探究问题： 问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小。 （二）、法拉第电磁感应定律 a b G E r

4.5 电磁感应现象的两类情况 第1课时 导学案 (人教版选修3-2)

高二物理 （4.5 电磁感应现象的两类情况 第1课时）导学提纲 §4.2 探究感应电流的产生条件 ） 导学提纲 【自主学思】 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 。 1、感应电场：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。 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，如图所 示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 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 。 2、感生电动势：（1）产生：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。（2）定义：由感生电场产生的感应电动势称为 。 （3）感生电场方向判断： 定则。 3、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？ 导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？ 它是如何将其他形式的能转化为电能的？ 动生电动势（1）产生： 运动产生动生电动势（2）大小：E= （B 的方向与v 的方向 ） 1、自主探究 一、电磁感应现象中的感生电场 常用电源的电动势是由非静电力移动电荷做功使电源两极分别带上异种电荷，电磁感应现象中的感应电动势又是怎样产生的呢？ 1、感生电场：右图所示，一个闭合电路静止于磁场中，当磁场由弱变强时，闭合电路中产生了感应电动势与感应电流，这时又是什么力相当于非静电力促使电荷发生定向移动的？ 2、阅读课本例题，回答下列问题： ①真空室内的磁场由谁提供？当电磁铁的电流恒定时，真空室内的电子受力如何？ ②当电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？真空室中的电子受力怎样？能使电 班级 姓名 小组 【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。 【教学重、难点】 1.感生电动势和动生电动势产生的原因。 2.电磁感应问题的计算。 B E

感应电流的方向教案

第一章第二节探究感应电流的方向 ［课时安排］第1课时 ［教学目标］： （一）知识与技能 (1)探究感应电流方向的规律； (2)楞次定律。 （二）过程与方法 （1）通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。 （2）通过典型题目的练习，让学生自己在练习过程中学会如何应用楞次定律，进而转化为技能技巧，达到熟练掌握的目的。）由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件。 （三）情感、态度与价值观 让学生经历从实验观察到抽象归纳得出理论的过程，体验物理学的规律是怎样得出来的。 ［教学重点］1．理解楞次定律内容； 2．会用楞次定律解决有关问题。 ［教学难点］：1．探究影响感应电流的实验； 2．应用楞次定律判断感应电流的方向。 ［教学器材］：演示电流计、线圈、条形磁铁，导线 ［教学方法］：实验演示法，多媒体辅助教学 ［教学过程］

（一）引入新课 提问1.什么是感应电流？ 提问2. 产生感应电流的条件是什么？ （二）新课教学 1.引出课题：产生的感应电流的方向与哪些 因素有关呢？如何判断感应电流的方向？ 板书：探究感应电流的方向 板书：一、探究感应电流的方向 演示实验如图示，让学生观察实验，经过讨论后得出结论： 2.学生讨论问题并完成表格后总结：感应电流的方向该如何判断？ 可以从以下几个方面入手： （1）、磁体的磁场方向是怎么样的？ （2）、穿过线圈的磁通量怎么变化？ （3）、感应电流的方向是如何的？ （4）、感应电流的磁场是如何的？ 根据提示设计并完成表格

板书：实验结论 ( 1 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。 ( 2 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。 板书：二、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。---------增反减同 3.试一试：用楞次定律判断课本P13图1-15中的现象，如图示。并利用楞次定律解释。 当磁体的N 极靠近铝环时会发生什么现象？铝环中是否产 生感应电流？如果产生了，电流方向是如何的？ 总结利用楞次定律判断感应电流的步骤 板书：三、判断感应电流的步骤

高中物理-法拉第电磁感应定律教案

高中物理-法拉第电磁感应定律教案 教学目标：知识与技能1、知道什么是感应电动势。2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式t n E ??Φ=，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解 教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B 教学过程： 一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程：在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程：在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通

高中物理11电磁感应现象的发现教案教科版

1.1 电磁感应现象的发现 ［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 ［范例精析］ 例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。 解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。 拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。 例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。