高中物理《探究電磁感應的產(chǎn)生條件》學案3（新人教版選修3-2）

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111 第二節(jié)：探究電磁感應的產(chǎn)生條件學案 【學習目標】： 1．知道產(chǎn)生感應電流的條件。 2．會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。 3．學會通過實驗觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學探究方法 4．通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應在生活和生產(chǎn)中的應用。 【學習重點】：通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產(chǎn)生條件。 【學習難點】：感應電流的產(chǎn)生條件。 【學習方法】：實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法 【實驗器具】：條形磁鐵（兩個），導體棒，示教電流表，線圈（粗、細各一個），學生電源，開關，滑動變阻器，導線若干， 【學習過程】： （一）復習磁通量（φ）的概念： 什么叫磁通量？它是如何定義的？公式是怎樣的？通常情況下如何表示？ （1）定義： ，用 表示。磁通量就是表示穿過這個面的 。 （2）公式： （3）單位： 1wb= Tm2 （二）引入新課 “科學技術是第一生產(chǎn)力。”在漫漫的人類歷史長河中，隨著科學技術的進步，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，更是科學技術飛速發(fā)展的時期。經(jīng)濟建設離不開能源，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的科學家——法拉第。 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，法拉第由此受到啟發(fā)，開始了“由磁生電”的探索，經(jīng)過十年堅持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，開辟了人類的電氣化時代。 （二）進行新課 1、實驗觀察 （1）閉合電路的部分導體切割磁感線 在初中學過，當閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應電流，如圖4.2-1所示。 演示：導體左右平動，前后運動、上下運動。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。 觀察實驗，記錄現(xiàn)象。 表1 導體棒的運動 表針的擺動方向 導體棒的運動 表針的擺動方向 向右平動 向后平動 向左平動 向上平動 向前平動 向下平動 結(jié)論： 還有哪些情況可以產(chǎn)生感應電流呢？ （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。 觀察實驗，記錄現(xiàn)象。 表2 磁鐵的運動 表針的擺動方向 磁鐵的運動 表針的擺動方向 N極插入線圈 S極插入線圈 N極停在線圈中 S極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極從線圈中抽出 結(jié)論： （3）模擬法拉第的實驗 演示：如圖4.2-3所示。線圈A通過變阻器和開關連接到電源上，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。 觀察實驗，記錄現(xiàn)象。表3 操作 現(xiàn)象 開關閉合瞬間 開關斷開瞬間 開關閉合時，滑動變阻器不動 開關閉合時，迅速移動變阻器的滑片 結(jié)論： 2、分析論證 分組討論，學生代表發(fā)言。 演示實驗1中，部分導體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變化），有電流產(chǎn)生；當導體棒前后、上下平動時，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無電流產(chǎn)生。 演示實驗2中，磁體相對線圈運動，線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當磁體在線圈中靜止時，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-4） 演示實驗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，導致線圈B內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當線圈A中電流恒定時，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-5） 3、歸納總結(jié) 請大家思考以上幾個產(chǎn)生感應電流的實例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應電流的條件？ 教師點撥：引起感應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，電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為： 。 4、電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化 電有電場能，磁有磁場能，電磁感應與能量守恒與轉(zhuǎn)化有無關系呢？ [分析] 實驗一、消耗機械能---電能發(fā)電機 實驗三、電能由a螺線管轉(zhuǎn)移到b螺線管變壓器 結(jié)論： 。 【課堂練習】： 1.關于磁通量、磁通密度、磁感應強度，下列說法正確的是（ ） A．磁感應強度越大的地方，磁通量越大 B．穿過某線圈的磁通量為零時，由B=可知磁通密度為零 C．磁通密度越大，磁感應強度越大 D．磁感應強度在數(shù)值上等于1 m2的面積上穿過的最大磁通量 2.下列單位中與磁感應強度的單位“特斯拉”相當?shù)氖仟ぃ? ） A．Wb/m2 B．N/Am C．kg/As2 D．kg/Cm 3.關于感應電流，下列說法中正確的是（ ） A．只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應電流 B．只要閉合導線做切割磁感線運動，導線中就一定有感應電流 C．若閉合電路的一部分導體不做切割磁感線運動，閉合電路中一定沒有感應電流 D．當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中一定有感應 電流 4.在一長直導線中通以如圖所示的恒定電流時，套在長直導線上的閉合線環(huán)（環(huán)面與導線垂直，長直導線通過環(huán)的中心），當發(fā)生以下變化時，肯定能產(chǎn)生感應電流的是（ ） A．保持電流不變，使導線環(huán)上下移動 B．保持導線環(huán)不變，使長直導線中的電流增大或減小 C．保持電流不變，使導線在豎直平面內(nèi)順時針（或逆時針）轉(zhuǎn)動 D．保持電流不變，環(huán)在與導線垂直的水平面內(nèi)左右水平移動 5.如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧，套在條形磁鐵的中心位置。若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將（ ） A．增大 B．減小 C．不變 D．無法確定如何變化 6.行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程 A．物體克服阻力做功 B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 【學生作業(yè)】書面完成P8“問題與練習”第5、6、7題；思考并回答第1、2、3、4題。 【學習札記】 111