2018高中物理 第四章 电磁感应课件 新人教版选修3-2

1、1. 划时代的发现 2. 探究感应电流的产生条件 3 楞次定律 习题课：楞次定律的应用 4 法拉第电磁感应定律 习题课：法拉第电磁感应定律的应用(一) 习题课：法拉第电磁感应定律的应用(二),第四章 电磁感应,5 电磁感应现象的两类情况 习题课：电磁感应中的能量转化及电荷量问题 6 互感和自感 7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 本章总结提升,第四章 电磁感应,第四章 电磁感应,1 划时代的发现,1 划时代的发现,2 探究感应电流的产生条件,2 探究感应电流的产生条件,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 三维目标,三维目标,【知识与技能】 (1)知道奥斯特实验、电磁感应现象 (2)了解电生磁和磁生电的发现过程 (3)理解电磁感应现象的本质 (4)会用感应电流产生的条件解释与电磁感应现象有关的问题,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 三维目标,【过程与方法】 (1)通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的 (2)通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究的方法和思想 (3)在探究“电磁感应现象”的过程中，初步学会“实验分析猜想实验验证归纳结论

2、”的科学探究方法,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 三维目标,【情感、态度与价值观】 (1)通过学习阅读培养学生正确地探究自然规律的科学态度和科学精神 (2)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 (3)了解法拉第发现电磁感应现象的过程，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学精神,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 重点难点,重点难点,【重点】 (1)探索电磁感应现象的历史背景 (2)电磁感应现象的本质 【难点】 从实验现象的多样性中抽象出电磁感应现象的本质是教学难点,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 教学建议,教学建议,学生对课外知识很感兴趣，有些同学有一定的知识基础，也能提出一些有建设性的问题，这会激发他们学物理的兴趣学生对物理学的发展非常感兴趣，在以后的教学中我们应该多介绍一些这样的知识，来丰富学生的知识面，拓宽学生的视野 同时教师应提高职业素养，了解科学史实，如法拉第发现电磁感应现象的具体过程，法拉第同时代的物理学家关于电磁感应的研究情况，读一些科学哲学方面的著作等.,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 教学建议

3、,“探究感应电流的产生条件”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,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 教学建议,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 对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，学生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,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 新课导入,新课导入,【导入一】 师：在上一册(选修3-

4、1)我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么在磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象从这节课开始，我们就来学习这方面的知识 我们首先来了解科学家们的探究历程,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 新课导入,【导入二】 如果在直导线附近，放置一枚小磁针，则当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转这一现象由丹麦物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted，17771851)于1820年通过试验首先发现 奥斯特实验表明，通电导线周围和永磁体周围一样，都存在磁场奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的 你想知道这是怎么回事吗？我们这节课就一起来学习第一节“划时代的发现”,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 新课导入,【导入三】 “科学技术是第一生产力”在漫漫的人类历史长河中，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

5、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,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 新课导入,【导入四】 师：通过上节课的学习，我们知道，1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第坚信：既然“电能生磁”，那么“磁也能生电”经过十年艰苦卓绝的努力，终于发现了电磁感应现象. 这节课，我们每个人都做一回法拉第，沿着他的足迹，体验一下他当年的探究过程 师板书 4.2 探究电磁感应的产生条件,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 知识必备,知识必备,知识点一 电磁感应的探究历程 1“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家_发现了电流的磁效应 2“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家_发现了电磁感应现象.,法拉第,奥斯特,1 划时代的发现 2 探究

6、感应电流的产生条件 知识必备,3法拉第的概括 法拉第把引起感应电流的原因概括为五类： (1)变化的_； (2)变化的_； (3)_的恒定电流； (4)_的磁铁； (5)在磁场中运动的_. 4 电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫_,电流,磁场,运动,运动,导体,感应电流,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 知识必备,知识点二 感应电流产生的条件 只要穿过闭合导体回路的磁通量_，闭合导体回路中就会产生感应电流,发生变化,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,学习互动,考点一 磁通量的理解和计算 想一想 磁通量是矢量还是标量？有没有正、负之分？,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,【答案】标量 有如某面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，则反方向的磁通量为负，合磁通为其代数和,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,要点总结 1B与S垂直时(匀强磁场中)：BS，B为匀强磁场的_，S为线圈的_ 2B与S不垂直时(匀强磁场中)：BS，S为线圈在垂直于磁场方向上的_，在应用时可将S分解到与B

7、垂直的方向上，如图421所示，_,面积,磁感应强度,有效面积,BSsin ,图4-2-1,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,3某面积内有不同方向的磁场时：分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和 4线圈为多匝时，磁通量的计算不受影响，因为穿过线圈的磁感线的条数不受线圈匝数的影响,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,例1 如图422所示，线框面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成角，当线框转过90到如图所示的虚线位置时，试求： (1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小1和2； (2)磁通量的变化量.,图4-2-2,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,(1)BSsin BScos (2)BS(cos sin ) 解析 (1)方法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为SSsin ，所以1BSsin .在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为SScos .由于磁感线从反面穿入，所以2BScos .

8、 方法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上Bsin ，B左Bcos ，所以1B上SBSsin ，2B左SBScos .,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,(2)开始时B与线框平面成角，穿过线框的磁通量1BSsin ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动角时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，2BScos .所以，此过程中磁通量的变化量为21BScos BSsin BS(cos sin ),1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,考点二 探究感应电流产生的条件 情景1 如图423所示，导体棒AB前后平动、左右平动、上下平动，引起电流表指针的摆动方向已记录在下表中,图4-2-3,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,【答案】当导体棒前后平动切割磁感线时能够产生感应电流,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,要点总结 1

9、实验中，部分导体切割磁感线，闭合电路_发生变化时(磁场不变化)，有电流产生；当导体棒左右、上下平动，闭合电路_没有发生变化时，无电流产生,所围面积,所围面积,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,情景2 如图424所示，把磁铁的某一个磁极插入线圈、或静止放在线圈中、或从线圈中抽出，电流表指针的摆动方向已记录在下表中,图4-2-4,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,通过分析表格，回答下列问题： (1)在这个实验中，什么情况下闭合回路中能够产生感应电流？ (2)产生感应电流时，发生了什么变化？,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,【答案】 (1)磁铁插入和抽出线圈时，闭合回路中能够产生感应电流 (2)磁铁插入线圈时，线圈内部的磁场由弱变强；磁铁从线圈中抽出时，线圈内部的磁场由强变弱也就是当线圈内部的磁场强弱发生变化时，闭合回路会产生感应电流,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,要点总结 2实验中，磁铁相对线圈运动，线圈内_发生变化，变_或者变_(线圈面积不变)，有电流产生；当磁铁在线圈中静止时，线圈内_不变化，无电流产生,磁场,磁场,弱,强,1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 学习互动,情景3 某同学按照如图425所示的装置进行实验，得到了下表所示的实验现象，

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