电磁感应现象及其应用-教学设计
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教学主题电磁感应现象及其应用
教学内容本节课程从磁通量概念引入,学会磁通量的公式及计算,然后通过演
示实验引导学生了解电磁感应现象,了解产生感应电流的条件。知道电磁
感应现象的应用及对现代社会的影响。
本节教材以电磁感应现象发现的历史线索的分析为切入点,以面向学
生的实验探究和电磁感应规律的广泛应用现实为基础展开讨论。目的是先
让学生有丰富的感性认识,再通过分析整合,从而形成理性的定性认识。
这三部分内容是前后相互联系而且是协调一致的。教科书力图通过实验总
结归纳出感应电流的产生条件,但电磁感应的产生条件是以法拉第为代表
的许多先辈科学家通过多年的探索才发现的,学生不容易在短时间内完成
,应该引导学生通过活动和思考来主动地获得知识。教科书所呈现的实验
既为本节研究感应电
流的产生条件提供了实验情景,又为后续楞次定律学习奠定基础。
教学目标物理观念:知道磁通量,并进行计算,了解电磁感应现象,了解产生
感应电流的条件,知道电磁感应现象在生产生活中的应用。
科学思维:通过实验,归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象
分析归纳事物本质特征的科学思维方法。
科学探究:探究感应电流产生的条件,培养实验设计,分析论证,反
思评估等能力。
科学态度与责任:了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探究自然规律
的科学态度和科学精神。了解手机无线充电的原理,体会科技对现代社会
的影响。
教学对象
及学情分析教学对象:初中学生
学情分析:学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流,在已有一
定的认识,但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此,在教
学中从学生的已有知识出发,通过学生自主学习、探究实验、产生问
题等学习方法,解决问题得出产生感应电流的条件的结论。
所选技术及
技术应用目的希沃白板:提升学生融入度,提高学习积极性,实现课堂互动高效性。
希沃反馈器:利用希沃反馈器及时收集学生课堂检测的数据,使教师能够
及时了解学生的学习情况,进而调整教学策略。课后也可以根据学生的学
习情况进行进一步针对性辅导。
教学过程一、导入新课
1820年,丹麦物理学家奥斯特(H.Oersted,1777—1851)发现了电流
的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕。电流磁效应的发现给人们
很大启示:既然电能够产生磁,反过来,磁也应该能够生电!科学家对此
进行了大量的实验和探索,法拉第在经历了大约10年的不断失败后,终于
发现了磁生电的现象——电磁感应现象。本节将学习电磁感应现象及其应
用。
二、新知学习
知识点一磁通量
1.磁通量
(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面
面积S的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量。
注:磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”。
(2)定义式:Φ=BS。
(3)单位:韦伯,简称韦,符号是WB。1Wb=1T·m2
。
问题1:当磁感线与平面垂直时,磁通量如何计算?
根据磁通量的定义,利用公式:Φ=BS,
直接代入数据计算。
问题2:当磁感线与平面不垂直,成一定夹角α时,磁通量如何计算?
在应用时可将S分解到与B垂直的方向上,如图所示,
Φ=
BScosα
.
2.磁通密度:由上式得B=Φ
,这表示磁感应强度等于穿过垂直磁感
S
线的单位面积的磁通量,因此磁感应强度B又叫磁通密度。
知识点二电磁感应现象及应用
1.探究感应电流产生的条件问题3:怎样才有感应电流产生?实验1如图甲所示,直导线在磁场中。导体静止;导体向上、向下运动(平行磁感线);导体向左或向右运动(切割磁感线)。
有无电流产生?
甲
()
导体静止无
导体向上、向下运动(平行磁感线)无
导体向左或向右运动(切割磁感线)有
结论:闭合电路包围的面积变化时,电路中有感应电流产生;包围的
面积不变时,电路中无感应电流产生。
实验2如图乙所示,当条形磁铁插入或抽
出线圈时,在线圈中静止不动时,线圈中有无
电流产生?
乙
()
N极插入线圈有
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
结论: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。
实验3如图丙所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S
闭合或断开时;若开关S一直闭合,滑动变阻器滑片左、右滑动时,有无
电流产生。
丙
(B)
有
有
有
有
结论:线圈B中磁场变化时,线圈B中有感应电流;线圈B中磁场不变时,
线圈B中无感应电流。
归纳总结:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感
应电流。
2.电磁感应
闭合回路的磁通量变化而产生电流的现象称为电磁感应,所产生的电
流叫感应电流。
3.电磁感应的应用
(1)磁可用来记录声音、影像等数字信息,还可用来记录其他信息。
(2)无线充电:利用电磁感应制成手机无线充电装置。
(3)动圈式话筒:话筒是把声音转化为电信号的装置。
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1.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是()
A.位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流
B.闭合线圈平行磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流
C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,一定产生感应电流
D.闭合线圈垂直磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流
【解析】答案C。
位于磁场中的闭合线圈,只有磁通量发生变化,才一定会产生感应电流,
故A错误;闭合线圈平行磁感线运动时,闭合电路中磁通量没有变化,则
闭合电路中就没有感应电流,故B错误;穿过闭合电路的磁感线的条数发
生变化,磁通量一定发生变化,则闭合电路中就有感应电流,故C正确;
紧紧围绕感应电流产生的条件:闭合电路,磁通量发生变化;导体切割磁
感线,磁通量不一定发生变化,故D错误.
2.如图所示,要使Q线圈产生感应电流,采用的方法不正确的是()
A.闭合电键K后,把R的滑片右移
B.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出
C.闭合电键K后,把Q靠近P
D.无需闭合电键K,只要把Q靠近P即可
【解析】答案D。
A.闭合电键K后,把R的滑片右移,P中的电流减小,穿过Q的磁通量
变化,Q中有感应电流产生,故A正确;
B.闭合电键K后,将P中的铁心从左边抽出,穿过Q的磁通量变化,Q
中有感应电流产生,故B正确;
C.闭合电键,将Q靠近P,Q中的磁通量发生变化,Q中有感应电流产生,
故C正确;
D.若K不闭合,则P线圈中无磁场,故Q中不会有电流产生,选项D错
误。
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穿过单位面积磁感线条数
Φ=BS
(垂直)
——磁通密度B
Φ
=
S
公式Φ=
BScosα(不垂直)
磁通量变化
电磁感应现象产生感应电流的条件磁通量
应用定义