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电磁感应现象一、教育目标1．理解电磁感应现象2．知道产生电磁感应现象和感应电流的条件3．掌握右手定则二、重点、难点、疑点及解决办法1．重点①产生感应电流的条件②右手定则2．难点闭合电路中磁通量变化的判断3．疑点闭合电路中磁通量变化的原因4．解决办法①通过演示教材中的三个系列实验，引导学生观察、分析，将学生思维逐步引向感应电流形成的根本原因——闭合电路中的磁通量发生了变化，从而帮助学生克服并理解本课的重难点。②利用幻灯显示实验过程的平面图，帮助学生直观形象地了解磁通量变化的原因。③运用对比教学及适当的练习，使学生区分右手定则和左手定则的本质不同，从而进一步理解两大定则并能熟练应用。三、教具准备蹄形磁铁、条形磁铁、电流计、导体棒、原副线圈、滑动变阻器、电源电键、导线若干、幻灯片四、教学步骤1．引入新课通过前一章的学习，我们认识到电与磁确实是密不可分的，奥斯特的电流磁效应实验给出了充分的证明，既然电流能够产生磁场，那么，反过来能否利用磁场产生电流呢？英国科学家法拉第对这个课题着手进行了研究。介绍法拉第的研究情况法拉第通过分析奥斯特的电流磁效应后认为，既然磁铁可以使靠近它的铁块具有磁性，静电荷可以使靠近它的导体带电，那么磁铁也应当使靠近它的线圈感生出电流。于是，他在日记中写下了“转磁为电”这个伟大的设想，并朝着这个设想开始了无数次实验和艰苦地奋斗。法拉第的最初设想，用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳恒电流，他开始苦苦思索，千方百计地设计各种实验，企图证实上述设想，都一次又一次地失败了，但法拉第并没有气馁，而且是从失败中总结教训，意识到磁产生电必须具备一定的条件，为此整整艰苦地探索了10年的岁月，终于在1831年8月，有了重大的突破性发现。法拉第的成功的实验设计如图所示，当K接通或断开时，线圈B中就产生了瞬时电流。幻灯显示之后，法拉第继续做了大量的实验和进一步的研究。终于实现了转磁为电的理想，发明了发电机，变压器等设备，使人类从蒸汽时代进入电气时代，现在，我们就来学习这一伟大的结论——电磁感应2．新课教学演示实验一如图所示装置请学生观察实验现象，当导体不动、向上或向下运动时，电流表指针不偏转，即没有电流产生。但当导体向左或向右运动时，指针发生偏转，表明有电流产生。分析归纳，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中获有电流产生，那么，切割磁感线的实质是什么呢？利用平面图直观地分析上述实验。幻灯显示如图所示(俯视图)当AB向左运动时，闭合回路这一面积中的磁感线条数变多，当AB向右运动时，闭合回路这一面积中的磁感线条数变少。引导学生分析总结，前一章中我们学过磁通量的概念，上述实验中导体切割磁感线运动的实质，是使闭合回路中的磁通量发生了变化从而使闭合回路中产生了电流，并引导学生找出磁通量发生变化的原因是闭合回路的面积发生了变化。那么，这个结论是否正确呢？上述实验中是导体动而磁场不动，反过来若让导体不动而磁场动，情况如何呢？演示实验二如图所示装置请学生观察实验现象，当磁铁插入或拔出时，电流表的指针发生偏转，有电流产生，而当磁铁插在线圈中不动或两者以同一速度运动时，电流表的指针不发生偏转，即没有电流产生。当插入或拔出磁铁时，线圈中的磁通量发生了变化，因而产生了电流。幻灯显示上述实验的侧面图如下所示引导学生分析出线圈中的磁通量发生变化的原因是闭合线圈所在处的磁场发生了变化。这两个实验中，导体和磁场都发生了相对运动，假如导体和磁场都不动，但让穿过闭合回路的磁场发生变化，结果又会如何？演示实验三如图所示装置请学生观察实验现象，当线圈A电路接通或断开时，线圈B中有电流产生，当接通线圈A的电路，用变阻器改变线圈A中的电流大小时，线圈B中也有电流产生，当接通线圈A的电路，而不改变变阻器的电阻时，线圈B中无电流产生。上述实验的侧面图如下所示引导学生分析现象，电流的周围存在磁场，且磁场的强弱与电流强度的大小成正比。当电路断开或接通时，使电流从有到无或从无到有发生变化。当电路接通，改变变阻器电阻时，实际上改变了电路电流的大小。故引起电路中的磁场发生变化，从而导致穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生电流。上述实验的侧面图如下所示综上所述，归纳总结(1)电磁感应①只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应。②在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。(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，闭合电路中就会产生感应电流。(3)磁通量发生变化的原因①闭合电路的面积S发生了变化。②闭合电路所在处的磁场发生了变化。在刚才的实验中，我们还可以观察到电流计的指针偏转方向有所不同，重做演示实验一。让学生观察现象，当导体AB向左或向右运动时，电流表的指针偏转方向不同。保持导体运动的方向不变，而把两个磁极对调过来，即改变磁场的方向时，电流表的指针偏转方向也不同。上述实验表明感应电流的方向跟导体运动的方向和磁场的方向都有关系，大量的实验结果发现了三者之间存在的规律——右手定则。幻灯显示右手定则伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。如图所示(4)感应电流的方向①右手定则——判断感应电流的方向②对比左手定则——判定磁场对电流的作用力方向请学生回忆左手定则的内容并加以区分。幻灯显示3．课堂小结①只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，这就是产生感应电流的条件。②感应电流的方向可用右手定则进行判定。4．巩固练习判断下述几种情况中能否产生感应电流？若有试解释原因，并判断出感应电流的方向和所受磁场力的方向。五、总结、扩展1．对于产生感应电流条件的理解。对于闭合电路，只要穿过电路的磁通量发生变化，就有感应电流产生。但对于非闭合电路，如果穿过电路的磁通量是非均匀变化的，电路中也有感应电流产生。2．磁通量变化的原因分析可从公式Ф＝BSsinθ入手，当磁感强度B和线圈的面积S及磁感强度B的方向与面积S之间的夹角θ，三者中有一个发生变化时就会引起磁通量发生变化。3．感应电流的方向判定除了右手定则还有楞次定律，且右手定则仅是楞次定律的一种特殊情形。六、板书设计第四章电磁感应第一节电磁感应现象1．电磁感应①电磁感应概念②感应电流定义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，闭合电路中就会产生感应电流3．磁通量变化的原因①面积S变化②磁感强度B变化4．感应电流的方向①右手定则——判断感应电流的方向②对比左手定则——判断磁场对电流的作用力的方向