新人教版高中物理选修3-2同步教案 第4章 4-2 探究电磁感应的产生条件

物理：4.2《探究电磁感应的产生条件》教案(新人教版选修3 2)物理：4.2《探究电磁感应的产生条件》教案(新人教版选修3-2)第二节：探索电磁感应的产生条件【教学目标】1.知识与技能（1）理解电磁感应是什么；(2) . 了解产生感应电流的条件；（3）．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

(4)．理解磁通量的变化的含义。

2.过程与方法学习科学探究方法，通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论3.情感、态度与价值观（1）渗透物理方法教育，通过实验观察和实验探索，了解感应电流的产生条件。

（2）通过观察和演示实验，总结了利用磁场产生电流的条件，以培养学生的观察能力。

【教学重点】通过实验观察和实验探索，了解感应电流的产生条件。

【教学难度】闭路磁通量的变化。

【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法【教学媒体】条形磁铁（两个）、导体棒、教学电流表、线圈（一厚一薄）、学生电源、开关、滑动变阻器和几根电线。

【教学过程】（一）复习旧课磁通量（φ）的概念：什么是磁通量？它是如何定义的？公式是什么？它通常是如何表达的？（1）定义：面积为s，垂直匀强磁场b放置，则b与s乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用φ表示。

（2）公式：φ=bs（3）单位：韦伯（wb）1wb=1tm磁通量是通过该表面的磁感应线的数量。

（2）引入新课程“科学技术是第一生产力。

”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。

经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。

饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家――法拉第。

1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，这激发了法拉第开始探索“磁发电”。

经过十年的不懈努力，他于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开启了人类电气化的时代。

4.2 探究电磁感应的产生条件 教案（人教版选修3-2）【教学目标】1．通过实验观察，探究感应电流产生的条件。

2．掌握感应电流的产生条件。

【重点难点】掌握感应电流的产生条件。

【【教教学学方方法法】】观察、分析、推理、归纳【【教教学学用用具具】】条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干【教学过程】一、实验观察1、闭合电路的部分导体切割磁感线：2、向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出：磁铁的运动S 极插入线圈 N 极停在线圈中 极停在线3、模拟法拉第的实验：开关闭合时，滑动变阻器不动二、分析论证1、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。

2、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），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。

3、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。

三、归纳总结1、感应电流产生的条件：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。

2、理解：（1）电路闭合；（2）磁通量变化。

【例1】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（ E F ）四、磁通量的变化计算1、21ϕϕϕ∆=- （△Φ＝B ·△S 或△B ·S ）2、磁通量是标量，但有正、负之分，其正负表示与规定的平面的正反面相同还是相反。

【例2】如图，匀强磁场的磁感应强度B ＝2.0T ，方向沿x 轴正方向，且ab ＝40cm ，bc ＝30cm ，ae ＝50cm ．求通过面积S 1（abcd ）、S 2（befc ）和S 3（aefd ）的磁通量Φ1、Φ2和Φ3分别是多少?【例3】如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有一面积为S 的矩形线圈a bcd ，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab 边为轴转180°，求此过程磁通量的变化？初态：BS =1φ，末态：BS -=2φ，故BS 212=-=∆φφφ【例4】套在条形磁铁上有一根由金属丝绕制成的闭合环，如图所示，当闭合环收缩导致它所围的面积减小时：（1）穿过它的磁通量是否有变化，如有变化，怎样变化?（2）闭合环中是否存在感应电流，为什么?【例5】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。

探究感应电流的产生条件教学目标知识与技能(1)知道什么是电磁感应现象．(2)能根据实验事实归纳产生感应电流的条件．(3)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．过程与方法(1)体会科学探索的过程特征，领悟科学的思维方法．(2)通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力．情感、态度与价值观(1)通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度．(2)通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀．教学重难点1．通过实验探究、归纳概括出利用磁场产生电流的条件的过程．2．学生对实验现象的分析总结——磁通量的变化．教学准备灵敏电流计、蹄形磁铁、线框、条形磁铁、螺线管、电源、滑动变阻器、导线、多媒体课件等．引入新课【提出问题】在伦敦奥运会男子花剑比赛中，雷声以15∶13击败对手，获得了金牌，打破了中国男子花剑金牌零的突破，为祖国赢得了荣誉．大家想一下，击剑比赛中是如何记录比赛成绩的？答案点拨：是用运动员头盔上的指示灯发出的闪光来记录比赛成绩的．为什么运动员头盔上的指示灯会发光呢？我们很容易就能够想到是产生的感应电流点亮了指示灯，这节课我们就来探究感应电流的产生条件．新课教学【课件展示】法拉第的实验法拉第是用自制的简单仪器发现电磁感应现象的．法拉第用的实验装置如图甲所示，两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈A接电源，另一个线圈B接电流表．在他给线圈A通电或断电的瞬间，发现线圈B中出现了电流．图乙是法拉第实验用的自制线圈．后来，他去掉了铁环，并把两个线圈稍微分开一点，在给线圈A通电的瞬间，发现线圈B中仍然出现电流，只是比较弱，这就是人类发现电磁感应现象的最初的实验，它成了物理学发展史中的一个重要里程碑．【知识回顾】我们在初中已经学过，当闭合导体回路的一部分做切割磁感线的运动时，闭合导体回路中会产生感应电流．问题：进行探究导体切割磁感线产生感应电流的实验，应该如何选择实验器材？答案点拨：(1)产生磁场的物体：蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管等；(2)显示电流的器材：灵敏电流计；(3)切割磁感线的物体：导体棒、导线等．利用多媒体课件展示实验方案、实验装置的实物连接图、实验现象的记录表格等．思考讨论：除此之外，还有哪些情况可以产生感应电流呢？【探究实验】1．向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出(1)介绍实验装置，说明实验目的．(2)每个小组进行分工，明确每个同学的操作要求．(3)按照实验要求连接好电路，进行实验，记录实验现象，填写表格．(4)根据实验现象进行分析，得出实验结论.2．模仿法拉第的实验(1)介绍实验装置，说明实验目的．(2)每个小组进行分工，明确每个同学的操作要求．(3)按照实验要求连接好电路，进行实验，记录实验现象，填写表格．(4)根据实验现象进行分析，得出实验结论．【分析论证】根据以上探究实验进行分析，尝试归纳感应电流的产生条件．1．闭合电路与磁铁发生相对运动时，线圈中的磁场强弱变化，可以产生感应电流．2．开关通断或滑动变阻器的滑片迅速移动时，线圈A中的电流变化，线圈A中电流产生的磁场强弱发生变化，线圈B中可以产生感应电流．总结：当闭合导体回路所处的磁场强弱发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流．问题：如图所示，在导体切割磁感线的过程中，导体回路中产生感应电流．但是，闭合导体回路中的磁感应强度不变化，为什么也可以产生感应电流？答案点拨：闭合导体回路中能够产生感应电流，是因为导体切割磁感线．虽然磁场的强弱没有变化，但是闭合导体回路所包围的面积发生了变化．【归纳总结】只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．【知识拓展】利用多媒体课件展示磁通量的相关知识．(1)物理意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少．用字母符号Φ表示．(2)计算公式：Φ＝BS，式中B为匀强磁场的磁感应强度，S为有磁感线穿过且与B垂直的有效面积．如图所示，1和2为垂直磁场放置的两个圆环，虚线框内有匀强磁场，由于环1和环2在磁场中的面积相同，所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的．(3)国际单位：韦伯，符号是Wb，1 Wb＝1 T·m2.(4)磁通量是标量．若规定磁感线穿入这个平面为正，则穿出为负．若穿过一个面的磁感线来自相反方向，则穿过这个面的磁通量应为其代数和．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场放置，现使线圈以ab边为轴转180°，若规定初态的磁通量为正，即Φ1＝BS，则末态的磁通量Φ2＝－BS.(5)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关．因为穿过线圈的磁感线条数与匝数无关，所以线圈多匝时，不影响磁通量的计算．三、课堂小结我们通过实验探究了电磁感应产生的条件：不论什么原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生．本节课我们除了要掌握产生感应电流的条件外，更重要的是要掌握物理探究实验的探究方法，体验探究过程．四、布置作业问题与练习：1、2、3.板书设计2 探究感应电流的产生条件1.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流2.磁通量(1)物理意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少(2)计算公式：Φ＝BS，式中B为匀强磁场的磁感应强度，S为有磁感线穿过且与B垂直的有效面积(3)国际单位：韦伯，符号是Wb，1 Wb＝1 T·m2(4)磁通量是标量．若规定磁感线穿入这个平面为正，则穿出为负(5)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,,,)。