高中物理选修3-2全册学案

第四章电磁感应4.1划时代的发现教学目标（一）知识与技能1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。2．知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点、难点教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学手段计算机、投影仪、录像片教学过程一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法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，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。三、科学的足迹1、科学家的启迪教材P42、伟大的科学家法拉第教材四、实例探究【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦【例2】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_。【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B）A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场五、学生的思考：1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系2、如何让磁生成电？4.2、探究电磁感应的产生条件教学目标（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。教学重点、难点教学重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。教学难点：感应电流的产生条件。教学方法实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法教学手段条形磁铁（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、基本知识（一）知识准备①磁通量定义：公式：=BS单位：符号：推导：B=/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/m2表示B的单位；计算：当B与S垂直时，或当B与S不垂直时，的计算②初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。电磁感应现象：由磁产生电的现象（二）新课讲解1、实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材P6图4.2-1探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系.实验二：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出,教材P6图4.2-2探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），教材P7图4.2-3探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系3、分析论证：实验一：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；实验二：①磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；实验三：①通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由强变弱；③当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随之而变化，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变化。4、归纳总结：在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。其共同点是穿过线圈的磁通量发生了变化。磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。5、课堂总结：1、产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量发生改变2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流6、例题分析例1、右图哪些回路中比会产生感应电流例2、如图，要使电流计G发生偏转可采用的方法是A、K闭合或断开的瞬间B、K闭合，P上下滑动C、在A中插入铁芯D、在B中插入铁芯7、练习与作业1、关于电磁感应，下列说法中正确的是A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流A线圈沿自身所在的平面做匀速运动B线圈沿自身所在的平面做加速直线运动C线圈绕任意一条直径做匀速转动D线圈绕任意一条直径做变速转动3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是A以ab为轴转动B以oo/为轴转动C以ad为轴转动（转过的角度小于600）D以bc为轴转动（转过的角度小于600）4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是A线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C线圈从图示位置转过180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D线圈从图示位置转过360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流A、水平向左运动B、竖直向下平动C、垂直纸面向外平动D、绕bc边转动4.3法拉第电磁感应定律教学目标（一）知识与技能1．知道什么叫感应电动势。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、E=△Φ/△t。3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．会用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题。（二）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。（三）情感、态度与价值观1．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。2．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、难点教学重点：法拉第电磁感应定律。教学难点：平均电动势与瞬时电动势区别。教学方法演示法、归纳法、类比法教学手段多媒体电脑、投影仪、投影片。教学过程一、基本知识1、感应电动势电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势产生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（/t）有关（由前提节的实验分析可得）注意：磁通量的大小;磁通量的变化;磁通量的变化快慢（/t）的区分2、法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。公式：单匝线圈：E=/t多匝线圈：E=n/t适用范围：普遍适用3、导线切割磁感线时产生的感应电动势计算公式：E=BLvsin。—导线的运动方向与磁感线的夹角。推导方法：条件：导线的运动方向与导线本身垂直适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线单位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s4、反电动势电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。教材P12。电动机在使用时的注意点：二、例题分析例1、如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与磁场的夹角，导线长度为L）例2、如右图,电容器的电容为C,两板的间距为d,两板间静止一个质量为m,电量为+q的微粒,电容器C与一个半径为R的圆形金属环相连,金属环内部充满垂直纸面向里的匀强磁场.试求:B/t等于多少?例3、如右图,无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的A感应电动势保持不变B感应电动流保持不变C感应电动势逐渐增大D感应电动流逐渐增大三、练习与作业1、如右图，平行放置的金属导轨M、N之间的距离为L；一金属杆长为2L，一端以转轴o/固定在导轨N上，并与M无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度顺时针匀速转动至另一端o/脱离导轨M。若两导挥间是一磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中A、金属杆两端的电压不断增大B、o/端的电势总是高于o端的电势C、两导轨间的最大电压是2BL2D、两导轨间的平均电压是271/2BL2/22、如右图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一直角边长度为a，电阻为R的等腰直角三角形导线框以速度v垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为，导线框中的感应电流强度为。3、如左图，一边长为a，电阻为R的正方形导线框，以恒定的速度v向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为B，MN与线框的边成45角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值等于4、如图，长为L的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿逆时针方向绕o点在纸面内匀速转动，若角速度为，则杆两端a、b和o间的电势差Uao=以及Ubo=5、半径为10cm、电阻为0.2的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环所在平面，当磁感应强度为B从零开始随时间t成正比增加时，环中感应电流为0.1A。试写出B与t的关系式（B、t的单位分别取T、s）6、如图，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。4.4楞次定律教学目标（一）知识与技能1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、