探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.doc

課 時(shí) 教 學(xué) 設(shè) 計(jì) 首 頁（試用） 授課人： 授課時(shí)間： 年 月 日課 題4.2 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件課 型新課 第幾課時(shí)共2課時(shí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 標(biāo) (三維)（一）知識與技能1知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實(shí)驗(yàn)。（二）過程與方法學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀滲透物理學(xué)方法的教育，通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。教學(xué) 重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。難點(diǎn)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件教學(xué) 方法 與 手段實(shí)驗(yàn)觀察法、分析法、實(shí)驗(yàn)歸納法、講授法使用教材構(gòu)想太原市教研科研中心研制課 時(shí) 教 學(xué) 流 程（試用）教師行為學(xué)生行為課堂變化及處理主要環(huán)節(jié)的效果（一）引入新課師：“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?！痹诼娜祟悮v史長河中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問世，極大地解放了生產(chǎn)力，推動了人類社會的發(fā)展，特別是我們剛剛跨過的二十世紀(jì)，更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開能源，人類發(fā)明也離不開能源，而最好的能源是電能，可以說人類離不開電。飲水思源，我們忘不了為發(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家法拉第。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第由此受到啟發(fā)，開始了“由磁生電”的探索，經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人類的電氣化時(shí)代。本節(jié)課我們就來探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。（二）進(jìn)行新課1、實(shí)驗(yàn)觀察（1）閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線師：在初中學(xué)過，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖4.2-1所示。演示：導(dǎo)體左右平動，前后運(yùn)動、上下運(yùn)動。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。師：由此你能得出什么結(jié)論？師：還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？（2）向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出演示：如圖4.2-2所示。把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表2中。（3）模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)演示：如圖4.2-3所示。線圈A通過變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。觀察以下幾種操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表3中2、分析論證師：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就已經(jīng)知道，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。試以上面三個演示實(shí)驗(yàn)為例，對以上結(jié)論進(jìn)行分析論證。師點(diǎn)評：通過大家的論證，我們得出結(jié)論：“磁生電”的確是一種在變化、運(yùn)動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。3、歸納總結(jié)師：大家回想一下什么是磁通量？寫出計(jì)算公式和它的單位。說出磁通量的物理意義以及引起磁通量變化的因素。師：請大家思考以上幾個產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件？師：同學(xué)們分析、總結(jié)得很好，引起感應(yīng)電流的表面因素很多，但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為：只要穿過閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。實(shí)例探究關(guān)于磁通量的計(jì)算【例1】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd，垂直于磁場方向放置，現(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180，求此過程磁通量的變化？錯解：初態(tài)，末態(tài)，故。錯解分析：錯解中忽略了磁通量的正、負(fù)。正確解法：初態(tài)中，末態(tài)，故關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件【例2】在圖所示的條件下，閉合矩形線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，引起磁通量變化的原因有：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化（2）線圈的面積S發(fā)生變化；（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S的夾角發(fā)生變化。對于A選項(xiàng)因?yàn)榫€圈平面平行于磁感線，在以為軸轉(zhuǎn)動過程中，線圈平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零；B選項(xiàng)中，線框平面也與磁感線平行，磁通量為零，豎直向上運(yùn)動過程中，線框平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生；C選項(xiàng)中，線框邊與磁感線平行，與B選項(xiàng)同，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生；D選項(xiàng)隨著線框的轉(zhuǎn)動，B與S都不變，B又垂直于 S，所以始終不變，故D不對；而E選項(xiàng)，圖示狀態(tài)，轉(zhuǎn)過90時(shí)，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流。F選項(xiàng)螺線管內(nèi)通入交流電，電流大小方向在變，因此磁場強(qiáng)弱、方向也在變，所以穿過線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案：EF【例3】（綜合性思維點(diǎn)撥）如圖（甲）所示，有一通電直導(dǎo)線MN水平放置，通入向右的電流I，另有一閉合線圈P位于導(dǎo)線正下方且與導(dǎo)線位于同一豎直平面，正豎直向上運(yùn)動。問在線圈P到達(dá)MN上方的過程中，穿過P的磁通量是如何變化的？在何位置時(shí)P中會產(chǎn)生感應(yīng)電流？解：根據(jù)直流電流磁場特點(diǎn)，靠近導(dǎo)線處磁場強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線處磁場弱。把線圈P從MN下方運(yùn)動到上方過程中的幾個特殊位置如圖（乙）所示，可知磁通量增加，磁通量減小，磁通量增加，磁通量減小，所以整個過程磁通量變化經(jīng)歷了增加減小增加減小，所以在整個過程中P中都會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用【例4】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合回路。在斷開開關(guān)S的時(shí)候，彈簧E并不能立即將銜鐵D拉起，因而不能使觸頭C（連接工作電路）立即離開，過一段時(shí)間后觸頭C才能離開，延時(shí)繼電器就是這樣得名的。試說明這種繼電器的原理。解析：線圈A與電源連接，線圈A中有恒定電流，產(chǎn)生恒定磁場，有磁感線穿過線圈B，但穿過線圈B的磁通量不變化，線圈 B中無感應(yīng)電流。斷開開關(guān)S時(shí)，線圈A中電流迅速減減小為零，穿過線圈B的磁通量也迅速減少，由于電磁感應(yīng)，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流的磁場對銜鐵D的吸引作用，觸頭C不離開；經(jīng)過一小段時(shí)間后感應(yīng)電流減弱，感應(yīng)電流磁場對銜鐵D的吸引力減小，當(dāng)彈簧E的作用力比磁場力大時(shí)，才將銜鐵D拉起，觸頭C離開生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。表1導(dǎo)體棒的運(yùn)動表針的擺動方向向右運(yùn)動向左導(dǎo)體棒的運(yùn)動表針的擺動方向向左運(yùn)動向右向前運(yùn)動不擺動向后運(yùn)動不擺動向上下運(yùn)動不擺動生：只有左右運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，有電流產(chǎn)生，前后、上下運(yùn)動，導(dǎo)體棒都不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。表2磁鐵的運(yùn)動表針的擺動方向N極插入線圈中向右N極停在線圈中不擺N極拔出線圈中向左S極插入線圈中向左S極停在線圈中不擺S極拔出線圈中向右結(jié)論：只有磁鐵相對線圈運(yùn)動時(shí)，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對線圈靜止時(shí)，沒有電流產(chǎn)生。生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。操作現(xiàn)象開關(guān)閉合瞬間有電流開關(guān)斷開瞬間有電流開關(guān)閉合時(shí)，滑動變阻器不動無電流開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動滑動變阻器的滑片有電流結(jié)論; 只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí)，線圈B中才有電流產(chǎn)生。生：分組討論，學(xué)生代表發(fā)言。生：演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動時(shí)，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無電流產(chǎn)生。生：演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對線圈運(yùn)動，線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-4） 生：演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動片快速移動過程中，線圈A中電流變化，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-5）生：（1）一個面積為S的平面垂直一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。（2）公式：=BS（3）單位：韋伯（Wb） 1Wb=1T1m2=1Vs（4）物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。對于同一個平面，當(dāng)它跟磁場方向垂直時(shí)，磁場越強(qiáng)，穿過它的磁感線條數(shù)越多，磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場方向平行時(shí)，沒有磁感線穿過它，則磁通量為零。（5）磁場變化、面積變化都會引起磁通量的變化。生：實(shí)例1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，磁場不變，但電路面積變化，從而穿過電路的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例2中，導(dǎo)體插入、拔出線圈，線