赣州市中小学学生分组实验报告单
马洪旭新课标精品教案系列 - 选修 3-2 高中物理课堂教学教案 年 月 日 课 题 § 4.2 探究感应电流的产生条件 课 型 新授课 教 学 （一）知识与技能 1．知道产生感应电流的条件。 2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 （二）过程与方法 目 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 （三）情感、态度与价值观 标 渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条 件。举例说明电 磁感应在生活和生产中的应用。 教 教学重点 学 重 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 点 教学难点 、 感应电流的产生条件。 难 点 教 学 方 法 教 学 实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 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， 手 段
第 1 页共 8 页
马洪旭新课标精品教案系列 - 选修 3-2 教学活动学生活动 （一）引入新课 “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，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电” 的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831 年 8 月 29 日发现了电磁感应现象，开辟 了人类的电气化时代。 本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。 （二）进行新课 1、实验观察 （1）闭合电路的部分导体切割磁感线 在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1 所示。 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电 流表的指针，把观察到的现象记录在表1 中。如图所示。 观察实验，记录现象。 表 1 导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向 向右平动向左向后平动不摆动 向左平动向右向上平动不摆动 向前平动不摆动向下平动不摆动 结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后 平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。 还有哪些情况可以产生感应电流呢？ （ 2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：如图 4.2-2 所示。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。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2 中。 第 2 页共 8 页
高考试题中的导体棒在磁场中的运动综合分析 高考试题中导体棒在磁场中的运动既是重点又是难点，历年高考中都有体现，现简单举例说明导体棒在磁场中运动问题与力学、能量、图像、函数的结合的试题的解答、希望引起重视。 一、直接考查导体棒切割磁感线和恒定电流综合的问题 1、 （05，辽宁，34）如图1所示，两根相距为l 的平行直导轨a b 、cd 、b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计。MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R 。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v （如图）做匀速运动。令U 表示MN 两端电压的大小，则（ ） A ．,2 1 vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B ．,21 vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d D ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b 该题考查了E=BLV 和闭合电路的欧姆定律，重点是分清楚内外电路以及谁是电源，该题即可以顺利解答。 2、（04，全国，19）一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B 。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示。如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则 A ．ε＝πfl 2 B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C ．ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 该题考查了右手定则的应用，实质是导体棒切 割磁感线方向的判断。 3、（08，山东，22）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间 距为L ，底端接阻值为R 的电阻。将质量为m 的金属棒悬挂 在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在 平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻 R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释 B
导体在磁场中的运动专题 1. 如图1所示，有两根与水平方向成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 一个最大速度v m，则（） A. 如果B增大，v m将变大 B. 如果α增大，v m将变大 C. 如果R增大，v m将变大 D. 如果m减小，v m将变大 2. 如图5所示，三角形导轨COD上放一根导体MN，拉动MN使它以速度v匀速平动。如果导轨与棒都是同种材料同种规格的均匀导体，匀强磁场垂直于轨道平面， 那么棒MN运动过程中，闭合回路的（） A. 感应电动势保持不变 B. 感应电流保持不变 C. 感应电动势逐渐增大 D. 感应电流逐渐增大 3．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F．此时（） A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3 B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cosθ D．整个装置消耗的机械功率为（F+μmg cosθ）v 4．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示．当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，能正确表示线圈中感应电动势E变化的是（） 5.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属
带电粒子在磁场中的运动习题（含答案） 一、单项选择题：(本大题共8小题，每小题4分。共32分。) 1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是( ) A．洛伦兹B．库仑 C．法拉第D．奥斯特 图1 2．如图1所示，一圆形区域存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)( ) A．v2＞v1，v2的方向必过圆心 B．v2＝v1，v2的方向必过圆心 C．v2＞v1，v2的方向可能不过圆心 D．v2＝v1，v2的方向可能不过圆心图2 3．如图2所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( ) A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极水平向左 D．小磁针在水平面转动图3
4．如图3，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直．给导线通以垂直纸面向里的电流，用F N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较( ) A．F N减小，f＝0 B．F N减小，f≠0 C．F N增大，f＝0 D．F N增大，f≠0 图4 5．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来如图4所示，地磁场可以改变射线多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( ) A．向东偏转B．向南偏转 C．向西偏转D．向北偏转 图5 6．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图5所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中可以确定( ) A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从b到a，带正电 C．粒子从a到b，带负电
探究感应电流的方向 (司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节的第一小节) 一、教材分析： 司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节分三小节：1、探究感应电流方向；2、楞次定律；3、右手定则。楞次定律是确定感应电流方向的规律，是“法拉第电磁感应定律”内容的一个方面。楞次定律所牵涉的物理概念和物理规律较多，它本身也非常抽象和高度概括，是电磁学部分的一个难点。本节内容的处理是建立在第一章的“科学探究—感应电流产生的条件”的基础上的；教材中的实验，前面已做过。本节教材要求学生通过探究活动得出感应电流方向遵循的规律，即主要是从“磁通量变化”和“感应电流的磁场”之间的关系来描述感应电流的方向，为提出和掌握楞次定律打下坚实基础。 二、学情分析 1、本届学生高中新课改已一年多，自学习惯和合作学习的习惯已逐渐养成。 2、高二学生已有较强的抽象思维能力、逻辑思维能力。 3、在本节课前多次做过探究性实验，学生已知道探究性实验基本过程，有较强的动手能力。 三、教学目标 （一）知识与技能 1、通过实验，探究感应电流的方向，得出楞次定律。 2、能从能量守恒的角度理解楞次定律。 （二）过程与方法 1、通过实验探究感应电流的方向，经历发现楞次定律的实验过程。 2、能进行猜想和制订实验方案;尝试选择实验方法、实验装置及器材;学会
在相互交流中完善探究计划。 3、知道如实记录和分析实验现象，尝试根据实验现象和数据得出结论;尝试应用科学探究的方法研究物理问题。 4、知道在实验中进行分析论证的重要性; 知道写实验报告。 （三）情感态度与价值观 1、发展对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 2、培养良好的思维习惯和实验习惯，严肃认真、实事求是的科学态度和科学精神，初步的科学实践能力。 3、认识到科学方法在研究物理问题中的作用。 4、有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望。 四、教学的重点、难点 重点：引导学生通过实验探究,得到感应电流方向和磁通量变化的关系，为提出和掌握楞次定律打下良好的实验基础。 难点：提出猜想和制定实验方案。 五、教法、学法 巧妙创设物理情景，精心设计富于引导性的练习，启发学生从能量守恒的角度出发提出猜想，制定实验方案；再让学生通过交流合作、同伴互助的方式，顺利克服难点，完成学习任务。 六、教学过程 （一）、印发预习作业题，引导学生进行猜想，初步写出实验方案（在上本节课前一天布置,当天晚修交）（指导学生预习是“导、学、议、练、查”教学法中非常重要的一环：巧妙创设情境，精心设计练习，引导学生阅读、思考、讨论，使每个学生得到最佳发展）：
《探究感应电流产生的条件》教学设计 一、设计思想 积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。 二、教材分析 《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。 在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。 教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。 三、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，在初中已有一定的认识，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、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。 四、教学目标 根据教学大纲对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下： 1、知识和技能
《探究感应电流产生的条件》教学设计 朱兴梅 设计思想 积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。 教材分析 《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。 在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。 教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。 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，在初中已有一定的认识，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、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。 核心素养下的教学目标 1、能实验观察、记录结果、分析论证、分析和推理得到产生感应电流的条件，能理解产生感应电流条件，能从感应电流产生的条件入手解释一些生活现象，并能解决一些实际问题，并建立物理模型。 2、在探究电磁感应现象过程中，体会科学探索的过程方法体验合作的快乐，在合作中能尊重他人，养成合作学习的习惯，有学习物理的兴趣，有实事求是的科学态度。 教学重点 通过实验观察和实验探究，总结感应电流的产生条件。 教学难点 1、教师对学生探究式学习的操控。 2、引导学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。 教学方法 探究实验法、实验归纳法、讲授法 教具 条形磁铁，电流表，线圈，电源，开关，滑动变阻器，导线若干，自制多媒体课件
教师学科物理年级高二课题2、探究感应电流产生的条件 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、探究、概括能力。 情感态 度与价 值观 1、通过学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度； 2、感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。 教学 重点 产生感应电流条件的归纳总结。 教学 难点 磁通量的变化 教学 设计 引入—实验探究—结论—应用—小结—作业 教学过程一、引入 1、提问：电能“生”磁，那么反过来磁能否“生”电呢？ 2、介绍法拉第“磁生电”的思想，他发现了“磁生电”的规律。 3、介绍什么是电磁感应和感应电流。 二、实验探究：、 探究实验1：部分导体切割磁感线 探究实验2：条形磁铁与线圈相对运动 磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N极插入线圈S极插入线圈 N极停在线圈中S极停在线圈中 N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出 结论：磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
探究实验 3：模仿法拉第的实验 操作现象 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 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：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。 三、分析论证，得出结论 1、复习磁通量概念及磁通量变化问题。 磁通量变化的几种情况： （1）闭合回路所包围的面积S变化，磁感应强度B不变化 （2）闭合回路所包围的面积S不变，磁感应强度B变化 （3）磁感应强度B方向与面积S夹角的变化等。 2、产生感应电流的条件： 只要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。 四、应用 1．在匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？ （1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲）
实验19：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 1、探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示． （1）本实验中，我们通过观察____________________来判断电路中是否有感应电流． （2）通过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要____________；通过比较图________可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动． （3）若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路____________（选填“有”或“无”）感应电流、． （4）在产生感应电流的实验中，将____________能转化为电能，生活中的____________机就是根据上述原理工作的．2、（2011·广东）在“探究感应电流的产生”的实验中。小明同学的四次实验情况分别如图所示。 （1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认 为他的说法对吗?____，图____可支持你的结论。 （2）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。 A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：。 B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：。 (3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是______能转化为电能。
3、（2009?湛江）图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路．小明将实验中观察到的现象记录在下表中． （1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场里做___________时，导体中就会产生感应电流． （2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与____________________有关． （3）比较实验2和6（或3和7）可知：________________________________________________________________； （4）此实验的研究方法有控制变量法和_________法．在此实验的过程中是_________能转化为___________能，重要的应用是___________。 （5）针对这个实验小明进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此以外你的猜想是：____________________________________________。 ①写出验证你的猜想的主要步骤． ②你怎样对实验结果进行分析判断？ 4、（2007?宿迁）法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流．”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究． （1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想．除此以外你的猜想是：__________。
！ 《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第四讲通电导线在磁场中受到的力（一） 1．磁场对电流的作用力，称为安培力．安培力方向的判定用左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 2．通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、 以及电流I与B的夹角有关，当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感 线方向垂直时，所受的安培力最大F＝ILB 。当通电导线与磁感线不垂直时，如 图所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝IBLsin_θ。 ) 当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为0 。 3．磁电式电流表：主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱．其工作原理为：当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用．由左手定则可以判断，线圈左右两边所受的安培力方向相反，所以架在轴上的线圈就要转动．线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，线圈偏转的角度越大，所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小；线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变． 1．画出图中导线棒ab所受的磁场力方向 图3 答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示． ： 2．将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度大小为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 解析：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以导线所受安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F2＝BIL＝1×× N＝ N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F3＝BIL＝ N. 3．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ( D ) A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 ( B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 4．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( B )
1.如图4－1－16 所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在 过ab 的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef 平行于ab当，ef 竖直向上平移时，电 流磁场穿入圆面积的磁通量将( ) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终为零 D．不为零，但保持不变 图4－1－16 解析：选 C.利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯 视图如图．考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿入线圈的磁感 线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的．故选 C. 2.两圆环A、B 同心放置且半径R A>R B，将一条形磁铁置于两 环圆心处，且与圆环平面垂直，如图4－1－17 所示．则穿过A、B 两圆环的磁通量 的大小关系为( ) A．ΦA>ΦB B．ΦA＝ΦB C．ΦA<ΦB D．无法确定 解析：选C.磁感线是闭合曲线，磁铁内部是由S 极到 图4－1－17 N 极，而外部是由N 极回到S 极，而磁通量是穿过某个面的磁感线的净条数，故C 正确． 3.如图4－1－18 所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合 金属线框共面，第一次将金属线框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属 框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别 为ΔΦ1和ΔΦ2，则( ) A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能判断 解析：选 C.设线框在位置Ⅰ时的磁通量为Φ1，在位置Ⅱ时的 磁通量为Φ Ⅱ，直线电流产生的磁场在Ⅰ处比在Ⅱ处要强，Φ Ⅰ >Φ Ⅱ 将. 图4－1－18 线框从Ⅰ平移 到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；将线框从Ⅰ绕cd 边转到Ⅱ，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以ΔΦ2＝|(－ΦⅡ)－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)．故正确选项为C. 4.如图4－1－19 所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强 磁场中，其中ac、bd 分别是平行、垂直于磁场方向的两直 图4－1－19
高考试题中的导体棒在磁场中的运动综合分析 高考试题中导体棒在磁场中的运动既是重点又是难点，历年高考中都有体现，现简单举例说明导体棒在磁场中运动问题与力学、能量、图像、函数的结合的试题的解答、希望引起重视。 一、直接考查导体棒切割磁感线和恒定电流综合的问题 1、 （05，辽宁，34）如图1所示，两根相距为l 的平行直导轨a b 、cd 、b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计。MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R 。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v （如图）做匀速运动。令U 表示MN 两端电压的大小，则（ ） A ．,21vBl U = 流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B ．,21vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d D ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b 该题考查了E=BLV 和闭合电路的欧姆定律，重点是分清楚内外电路以及谁是电源，该题即可以顺利解答。 2、（04，全国，19）一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B 。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示。如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则 A ．ε＝πfl 2 B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C ．ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 该题考查了右手定则的应用，实质是导体棒切 割磁感线方向的判断。 3、（08，山东，22）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间 距为L ，底端接阻值为R 的电阻。将质量为m 的金属棒悬挂 在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在 平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则 B
探究感应电流的产生条件 教学目标： 1、经历感应电流产生条件的探究活动，提高学生的分析、论证 能力； 2、观察各种实验现象，学生学会通过现象，分析、归纳事物本 质特征的科学思想方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力 在科学探究过程中的重要作用； 3、观察电磁感应现象，理解并得出产生感应电流的条件； 4、会运用感应电流产生条件判断线圈中是否有感应电流。 教学重难点： 学生体会实验过程，观察实验现象，并从纷繁的表象中分析出本质的规律，培养其探索的能力。 教学方法： 角色扮演，演示实验，分组实验，动画模拟，分析对比总结 引入： 法拉第（老师饰）登场，简单介绍工业发展背景（播放工业革命影响资料），预期将来用电状况规模前景，表达对已有生电方法的不满意，迫切期望能找到一种能大规模生电的方法。 回顾1820年奥斯特实验——〉电能生磁，引出问题——〉磁是否也能生电？ 我能否探索一下磁生电的问题呢？ 开始摆弄桌面上各种器材，同时做出一次次失败的摸样，以示实验探索的曲折和不易。 （旁白：在经历了一次次失败的九年后，有一天，法拉第又尝试了一种器材的连接组合方式，也许可以产生电流，也许这又是许多失败实验中普通的一次而已……） 播放实验一的PPT
实验一、 （介绍：如图连接装置，假如我让磁体不动，我要怎样移动AB棒，才可能有电流产生呢？上下运动？前后运动？左右运动？如果有人能帮帮我该多好阿！） 引导学生开始做实验。 学生普遍得到现象后发问：刚才我是怎么运动AB棒，才得到电流的呢？ AB棒静止——〉无电流 上下动？——〉无电流左右动？——〉无电流 前后动？——〉有电流斜向上斜向下动？——〉有电流 旋转运动？——〉有时候有（绕A或B端水平旋转），有时候没有（绕AB棒中点旋转） 总结：闭合电路的部分导线作切割磁感线运动，有时候可以能产生感应电流。 多年的努力终于开始有了回报，但还很粗糙： 1、为了真正实现人类对电的大规模应用，只知道怎样产生电流还 不够，还必须知道在能产生电流的情况下怎么样才能得到更大的感应电流？（为后面楞次定律做铺垫） 学生做实验 得到结论：切割速度越快，电流越大；切割速度越慢，电流越小。 演示flash动画实验一 （应该会有学生会说B越大，电流越大；B越小，电流越小。演示完动画后可乘此机会接过这句话——） 师：刚才有个声音说I除了与切割速度有关外，可能还与B有关，那么我该怎么去研究I与B和v各自的关系呢？ 生：控制变量法。
资阳市________学校高中物理学科导学案 §1.2 感应电流产生的条件课时：1 高二年级编号12 学习目标1. 观察电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。 2．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 学习任务探究案 探究一、闭合电路的部分导体切割磁感线 在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示。 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在下表中。 探究二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：如图所示。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。 观察电流表的指针，把观察到的现象 记录在下表中。 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： 磁铁的运动 表针摆动方 向 磁铁的运动 表针摆动方 向 N极插入线圈S极插入线圈 N极停在线圈中S极停在线圈中 N极从线圈抽出S极从线圈抽出 结论：
学 习任务探究三：模拟法拉第的实验 演示：如图所示。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。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在下表中。 问题1：分析论证 实验一：闭合电路的部分导体切割磁感线 实验二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中出 实验三：模拟法拉第的实验 问题2：归纳总结
学习检测基础训练：完成P8“练习与评价”。 拓展训练： 1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( )． A．卡文迪许测出引力常数 B．法拉第发现电磁感应现象 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 2．下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )． A．摩擦起电 B．两块磁铁相互吸引或排斥 C．小磁针靠近通电导线时偏转 D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流 3．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是( )． 题型二：磁通量及其变化 4．关于磁通量，下列说法中正确的是( )． A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量 B．磁通量越大，磁感应强度越大 C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零 D．磁通量就是磁感应强度 5.如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.
第十四章磁现象 第五节磁场对通电导线的作用力 一、教学背景分析 本节内容是本章的难点，学生虽然已初步学习了一些有关磁现象的基本概念和电流磁效应的知识，这些知识及规律几乎都是学生由实验概括得出的，但本节课对学生来说仍然很陌生，所以实验的设计尤其重要。国家课程标准中要求：通过实验，了解通电螺线管在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向都有关系。所以本节课在设计上有一个最基本的原则，就是要用实验研究问题，得出结论。比如开头可以从奥斯特实验进行引入，培养学生的逆向思维能力。在讲到动圈式扬声器和耳机的时候，可以让学生亲自动手，研究它的工作原理，这样可以做到学用结合，提高学习效率。总体来说，本节课是本着培养学生的思维、锻炼学生的动手能力这个思想进行教学设计的。 二、教学目标 1.经历磁场对通电导线作用力的探究过程，体会控制实验条件的方法。知道磁场对通电导线有力的作用。知道磁场对通电导线作用力的方向与通电导线的电流方向、磁场方向有关。 2.了解动圈式扬声器和耳机的构造与原理。 3.运用磁场对通电导线的作用力分析有关物理现象，养成物理知识与实际相联系的习惯。 三、教学重点和难点 教学重点：通过实验知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。 通电导线在磁场中运动学生很容易理解，由运动转化到受力情况的分析学生不一定能总结到位，教师要引导学生运动状态的变化本质是力的作用，从而进一步分析设计实验，研究通电导线在磁场中受力的方向和哪些因素有关。 教学难点：左手定则及培养学生会从实验现象中总结规律。
观察实验现象很容易，通过现象分析其本质，然后总结成文字将其记录下来， 这些对学生都是一个考验。从实验现象中把抽象的磁场方向、电流方向、受力方 向三者的关系升华为形象的左手定则，对学生来说难度都很大。可以通过形象化 的方法，如用插木棍的方法将左手定则具体化，形象化。 四、教学过程 1.教学引入 复习奥斯特实验，通过小磁针的偏转，知道通电导线对它周围的磁体有力的 作用，反过来，磁体对通电导线有没有力的作用？ 2.“知识点”教学 设计实验方案，教师提供器材（通电导体、蹄形磁体、 平行导轨），由一个学生上台演示，发现通电导体运动， 分析运动状态改变说明受到了力的作用，从而得出磁场 对通电导线有力的作用。 探究磁场对通电导线作用力的方向相关的因素，根 图14-5-1 据实验现象得出规律。 学生在猜想的时候要有依据。教师在学生思考的基础上加以肯定，并鼓励学 生上台操作实验进行共同探究。 ●设计实验 磁场方向不变，改变电流方向，观察通电直导线向哪个方向运动； 电流方向不变，改变磁场方向，观察通电直导线向哪个方向运动； 同时改变电流方向、磁场方向，观察通电直导线向哪个方向运动。 ●设计记录表格 根据记录的实验现象，分析现象，总结磁场对通电导线作用力的方向跟通电导线电流方向和磁场方向有关。
探究感应电流产生的条件专题复习 姓名：建议时间：20分钟实际用时：分数： 三、实验探究题（共4小题，每空1分，计22分） 1．小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件” （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针（选填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，电路中就产生感应电流。 （4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：。 2．在探究“产生感应电流的条件”实验中。 （1）实验中，观察判断电路中是否有感应电流。 （2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中（选填“有”或“无”）感应电流。 （3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做运动时，导体中就会产生感应电流。 （4）如果将小量程电流表换成，可以探究磁场对通电导体的作用。 3．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 （1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中（选填“有” 或“无”）电流产生。 （2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号磁体摆放方向ab运动方向电流计指针偏转情况 1 N极在上竖直上下运动不偏转 2 水平向左运动向右偏转 3 水平向右运动向左偏转 4 N极在下竖直上下运动不偏转 5 水平向左运动向左偏转 6 水平向右运动向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是（选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟有关。 （3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在中做运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家发现。 4．为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了图中所示的实验装置：（1）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，电流计指针不偏转，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针偏转。（填” 会“或”不会“） （2）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，电流计指针偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，电流计指针偏转。（填”会“或”不会“）（3）综合（1）（2）中的实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是： 导体必须是电路的一部分，且一定要做的运动。 （4）在这个试验中能转化为了电能。 微信扫码获取课程和答案
导体棒在磁场中运动问题 【问题概述】导体棒问题不纯属电磁学问题，它常涉及到力学和热学。往往一道试题包含多个知识点的综合应用，处理这类问题必须熟练掌握相关的知识和规律，还要求有较高的分析能力、逻辑推断能力，以及综合运用知识解决问题的能力等。导体棒问题既是高中物理教学的重要内容，又是高考的重点和热点问题。 1．通电导体棒在磁场中运动：通电导体棒在磁场中，只要导体棒与磁场不平行，磁场对导体棒就有安培力的作用，其安培力的方向可以用左手定则来判断，大小可运用公式F = BIL sinθ来计算，若导体棒所在处的磁感应强度不是恒定的，一般将其分成若干小段，先求每段所受的力再求它们的矢量和。由于安培力具有力的共性，可以在空间和时间上进行积累，可以使物体产生加速度，可以和其它力相平衡。 【基本模型】 说明基本图v–t能量 导体棒以初速度v0向右 开始运动，定值电阻为 R，其它电阻不计。 动能→焦耳热 导体棒受向右的恒力F 从静止开始向右运动，定值电阻为R，其它电阻不计。外力机械能→动能+ 焦耳热 导体棒1以初速度v0向 右开始运动，两棒电阻分别为R1和R2，质量分动能1变化→动能 2变化 + 焦耳热 别为m1和m2，其它电阻 不计。 导体棒1受恒力F从静 止开始向右运动，两棒 电阻分别为R1和R2，质 量分别为m1和m2，其它 电阻不计。 外力机械能→动能 1 + 动能 2 + 焦耳 热 如图1所示，在竖直向下磁感强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距为L且足够长 的平行金属导轨AB、CD，导轨AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属 棒ab，质量为m，不计导轨和金属棒的电阻及它们 间的摩擦。若用恒力F水平向右拉棒运动 ⑴．电路特点：金属棒ab切割磁感线，产生感应电动 势相当于电源，b为电源正极。当ab棒速度为v时，其产 生感应电动势E＝BLv。 ⑵．ab棒的受力及运动情况：棒ab在恒力F作用下向 右加速运动，切割磁感线，产生感应电动势，并形成感应电 流，电流方向由a→b，从而使ab棒受到向左的安培力F安， 对ab棒进行受力分析如图2所示： 竖直方向：重力G和支持力N平衡。 水平方向：向左的安培力F安＝ 22 B L v R 为运动的阻力 随v的增大而增大。 F安F G N 图2 F a b R A C B D 图1
考点2 通电导线在磁场中受到的力—安培力 考点2.1 安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内.让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥. (3)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面. 1.在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培 力F的方向，其中正确的是( C ) 2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向． 3.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向． 4.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有 磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( D )
5.(多选)已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导 轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab 与导轨之间摩擦力为零的图是 ( AB ) 6.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( A ) A.受到竖直向上的安培力 B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向东的安培力 7.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各 有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c 点的导线所受安培力的方向( C ) A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边 考点2.2 安培力的大小计算 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sinθ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零. 1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 2.磁场中某区域的磁感线如图所示，则( B )