教案課題第二節：探究電磁感應的產生條件課型新授課主備人授課人授課班級授課時間教學目標知識與技能：（1）．理解什么是電磁感應現象；（2）．知道產生感應電流的條件；（3）．會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。(4)．理解磁通量的變化的含義。過程與方法學會通過實驗觀察、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法情感態度與價值觀（1）．滲透物理學方法的教育，通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產生條件。（2）．通過觀察演示實驗，歸納出利用磁場產生電流的條件，培養學生的觀察概況能力。教學重點通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產生條件教學難點閉合電路磁通量的變化。教學方法實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法教學過程（一）復習舊課磁通量（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：面積為s，垂直勻強磁場b放置，則b與s乘積，叫做穿過這個面的磁通量，用φ表示。（2）公式：φ=B·S（3）單位：韋伯（wb）1wb=1T·m2磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數。（二）引入新課“科學技術是第一生產力。”在漫漫的人類歷史長河中，隨著科學技術的進步，一些重大發現和發明的問世，極大地解放了生產力，推動了人類社會的發展，特別是我們剛剛跨過的二十世紀，更是科學技術飛速發展的時期。經濟建設離不開能源，人類發明也離不開能源，而最好的能源是電能，可以說人類離不開電。飲水思源，我們忘不了為發現和使用電能做出卓越貢獻的科學家——法拉第。1820年奧斯特發現了電流的磁效應，法拉第由此受到啟發，開始了“由磁生電”的探索，經過十年堅持不懈的努力，于1831年8月29日發現了電磁感應現象，開辟了人類的電氣化時代。本節課我們就來探究電磁感應的產生條件。（三）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，電路中會產生感應電流，如圖所示。演示：導體左右平動，前后運動、上下運動。觀察電流表的指針，把觀察到的現象記錄在表1中。如圖所示。觀察實驗，記錄現象。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左向后平動不擺動向左平動向右向上平動不擺動向前平動不擺動向下平動不擺動結論：只有左右平動時，導體棒切割磁感線，有電流產生，前后平動、上下平動，導體棒都不切割磁感線，沒有電流產生。還有哪些情況可以產生感應電流呢？（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，把觀察到的現象記錄在表2中。觀察實驗，記錄現象。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極插入線圈向右S極插入線圈向左N極停在線圈中不擺動S極停在線圈中不擺動N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右結論：只有磁鐵相對線圈運動時，有電流產生。磁鐵相對線圈靜止時，沒有電流產生。（3）模擬法拉第的實驗演示：如圖所示。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中是否有電流產生。把觀察到的現象記錄在表3中。觀察實驗，記錄現象。表3操作現象開關閉合瞬間有電流產生開關斷開瞬間有電流產生開關閉合時，滑動變阻器不動無電流產生開關閉合時，迅速移動變阻器的滑片有電流產生結論：只有當線圈A中電流變化時，線圈B中才有電流產生。2、分析論證分組討論，學生代表發言。演示實驗1中，部分導體切割磁感線，閉合電路所圍面積發生變化（磁場不變化），有電流產生；當導體棒前后、上下平動時，閉合電路所圍面積沒有發生變化，無電流產生。演示實驗2中，磁體相對線圈運動，線圈內磁場發生變化，變強或者變弱（線圈面積不變），有電流產生；當磁體在線圈中靜止時，線圈內磁場不變化，無電流產生。（如圖）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內磁場發生變化，變強或者變弱（線圈面積不變），有電流產生；當線圈A中電流恒定時，線圈內磁場不變化，無電流產生。（如圖）3、歸納總結請大家思考以上幾個產生感應電流的實例，能否從本質上概括出產生感應電流的條件？實例1中，部分導體切割磁感線，磁場不變，但電路面積變化，從而穿過電路的磁通量變化，從而產生感應電流；實例2中，導體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但磁場變化，同樣導致磁通量變化，從而產生感應電流；實例3中，通斷電的瞬間，滑動變阻器的滑動片迅速滑動的瞬間，都引起線圈A中電流的變化，最終導致線圈B中磁通量變化，從而產生感應電流。從這三個實例看見，感應電流產生的條件，應是穿過閉合電路的磁通量變化。引起感應電流的表面因素很多，但本質的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應現象產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電流產生。4、電磁感應中的能量轉化電有電場能，磁有磁場能，電磁感應與能量守恒與轉化有無關系呢？下面從能量角度分析電磁感應現象。[分析]實驗一、消耗機械能---電能發電機實驗三、電能由a螺線管轉移到b螺線管變壓器結論：電磁感應現象同樣遵循能量轉化與守恒定律。【課堂小結】：本節課我們通過實驗探究，總結出了磁生電的條件：即穿過閉合回路的磁通量發生變化，在閉合回路中就產生感應電流。其中我們對磁通量的變化應該加深理解，磁通量的變化包括B的大小方向變化，S的大小和方向的變化，還有磁場和平面間的夾角變化都可能引起回路的磁通量的變化，從而使回路產生感應電流。【板書設計】：第二節：探究電磁感應的產生條件一、復習磁通量1、定義：面積為S，垂直勻強磁場b放置，則b與s乘積，叫做穿過這個面的磁通量，用φ表示。磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數。2、公式：φ=B·S3、單位：韋伯（wb）1wb=1T·m2二、產生感應電流的條件閉合回路回路中的磁通量發生變化，B、S、θ變化。三、電磁感應中的能量轉化電磁感應現象同樣遵循能量轉化與守恒定律。【課后作業】：課本P7-P8“問題與練習”1、2、3、4、5題。【教學反思】：讓學生自己設計試驗，然后自己驗證，學生興趣很濃，思維非常活躍，以后要放手讓學生自己設計問題，解決問題。在教學中更應注重學生自身潛力的挖掘，讓學生自己動手，自己探究，解決問題，得出結論，加深印象。課后習題基礎達標：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．磁感應強度在數值上等于1m2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”相當的是（）A．Wb/m2B．N/A·mC．kg/A·s2D．kg/C·m3.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（環面與導線垂直，長直導線通過環的中心），當發生以下變化時，肯定能產生感應電流的是（）A．保持電流不變，使導線環上下移動B．保持導線環不變，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順時針（或逆時針）轉動D．保持電流不變，環在與導線垂直的水平面內左右水平移動5.如圖所示，環形金屬軟彈簧，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，線圈中產生電流。上述不同現象中所包含的相同的物理過程A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉化為其他形式的能量C．物體的勢能轉化為其他形式的能量D．物體的機械能轉化為其他形式的能量7.在無線電技術中，常有這樣的要求：有兩個線圈，要使一個線圈中有電流變化時，對另一個線圈幾乎沒有影響。圖16-1-9中，最能符合這樣要求的一幅圖是（）8、帶負電的圓環繞圓心旋轉，在環的圓心處有一個閉合的小線圈，小線圈和圓環在同一平面內.則下列說法正確的是（）A.只要圓環轉動，小線圈內就一定有感應電流產生B.圓環不管怎樣轉動，小線圈內都沒有感應電流產生C.圓環做變速轉動，小線圈內不一定產生感應電流D.圓環做勻速轉動時，小線圈內沒有感應電流產生9、以下說法中正確的是（）A.閉合電路的導體做切割磁感線的運動，電路中就一定有感應電流B.整個閉合回路從磁場中出來時，閉合回路中一定有感應電流C.穿過閉合回路的磁通量越大，越容易產生感應電流D.穿過閉合回路的磁感線條數不變，但全部反向，在這個變化的瞬間閉合回路中有感應電流10、如圖4-2-16所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個邊長為L的正方形線框，線框平面與磁場垂直，則穿過線框的磁通量為_________.若線框向右平移，線框中有無感應電流？_________.若將線框翻轉180°，該過程磁通量的變化為_________.該過程有無感應電流？_________.若將線框繞其中一邊向外轉90°，磁通量的變化為_________.該過程中有無感應電流？_________.圖4-2-16圖4-2-1711、兩根長直導線平行放置，導線內通有等大的同向電流，當一矩形線框在兩直導線所在的平面內從靠右側的導線處向左側導線平移靠近時，如圖4-2-17所示，線框中磁通量的變化情況是___________，線框中有無感應電流？___________.12、下列現象中，屬于電磁感應現象的是（）A.磁場對電流產生力的作用B.變化的磁場使閉合電路產生感應電流C.插入通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D.電流周圍產生磁場能力提升13、如圖4-2-12所示，矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場內一半在勻強磁場外.下述過程中使線圈產生感應電流的是（）圖4-2-12A.以bc為軸轉動45°B.以ad為軸轉動45°C.將線圈向下平移D.將線圈向上平移14、如圖4-2-15所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內，螺線管的中心線正好和線圈的一條直徑MN重合.要使線圈a中產生感應電流，可采用的方法有（）圖4-2-15A.將螺線管在線圈a所在平面內轉動B.使螺線管上的電流發生變化C.使線圈以MN為軸轉動D.使線圈以與MN垂直的一條直徑為軸轉動15、如圖4-2-18所示，在正方形線圈的內部有一條形磁鐵，線圈與磁鐵在同一平面內，兩者有共同的中心軸線OO′，關于線圈中產生感應電流的下列說法中，正確的是（）圖4-2-18A.當磁鐵向紙面外平移時，線圈中不產生感應電流B.當磁鐵向上平移時，線圈中不產生感應電流C.當磁鐵向下平移時，線圈中產生感應電流D.當磁鐵N極向紙外，S極向紙里繞OO′軸轉動時，線圈中產生感應電流16、如圖4-2-19所示，條形磁鐵正上方放置一矩形線框，線框平面水平且與條形磁鐵平行，則線框由N極端勻速平移到S極端的過程中，線框中的感應電流的情況是（）圖4-2-19A.線框中始終無感應電流B.線框中始終有感應電流C.線框中開始有感應電流，當線框運動到磁鐵中部時無感應電流，過中部后又有感應電流D.線框中開始無感應電流，當線框運動到磁鐵中部時有感應電流，過中部后又無感應電流17、如圖4-2-20所示，導線框MNQP近旁有一個跟它在同一豎直平面內的矩形線圈abcd，下列說法正確的是（）圖4-2-20A.當電阻變大時，abcd中有感應電流B.當電阻變小時，abcd中有感應電流C.電阻不變，將abcd在其原來所在的平面內向PQ靠近時，其中有感應電流D.電阻不變，將abcd在其原來所在的平面內豎直向上運動時，其中有感應電流18、如圖4-2-21所示，豎直通電直導線與閉合導線環的平面垂直，且過圓環中心，下列說法正確的是（）圖4-2-21A.電流增強或減弱時，環中無感應電流B.環豎直向上或向下運動時，環中有感應電流C.環以導線為軸，在垂直于電流的平面內轉動時，環中有感應電流D.環以自身的任意直徑為軸轉動時，環中無感應電流19、如圖4-2-22,在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻為R的直角形金屬導軌aOb(在紙面內)，磁場方向垂直于紙面朝里，另有兩根金屬導軌c、d分別平行于Oa、Ob放置.保持導軌之間接觸良好，金屬導軌的電阻不計.現經歷以下四個過程：①以速率v移動d，使它與Ob的距離增大一倍；②再以速率v移動c,使它與Oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動c，使它回到原處；④最后以速率2v移動d，使它也回到原處.設上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4，則（）圖4-2-22=Q2=Q3=Q4=Q2=2Q3=2Q4=2Q2=Q3=Q4≠Q2=Q3≠Q420、矩形線框abcd的邊長分別為l1、l2，可繞它的一條對稱軸OO′轉動，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與OO′垂直，初位置時線圈平面與B平行，如圖4-2-23所示.圖4-2-23（1）初位置時穿過線框的磁通量Φ0為多少？（2）當線框沿圖甲所示方向繞過60°時，磁通量Φ2為多少？這一過程中磁通量的變化ΔΦ1為多少？（3）當線框繞軸沿圖示方向由圖乙中的位置再轉過60°位置時，磁通量Φ2為多少？這一過程中ΔΦ2=Φ3-Φ2為多少？21、如圖4-2-24所示，線圈A中接有電源，線圈B有一半的面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接觸，則在開關S閉合的瞬間，線圈B中有無感應電流？圖4-2-2422、如圖4-2-25所示，環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變化情況是_________，環內_________感應電流（選填“有”或“無”）.圖4-2-25圖4-2-2623、如圖4-2-26所示，要使L1回路中有感應電流，問下列幾種情況下是什么原因導致的？（1）接通開關S的瞬間；（2）接通開關S后，將滑片P向左滑動；（3）接通開關S后，將軟鐵芯插入L2中.參考答案1、CD2、ABC3、D4、C；解析：畫出電流周圍的磁感線分布情況。5、B6、AD；解析：都是宏觀的機械運動對應的能量形式——機械能的減少，相應轉化為其他形式能（如內能、電能）。能的轉化過程也就是做功的過程。7、D8、D9、D10、BS無2BS有BS有11、先減小后增大有12、B；思路解析：根據電磁感應現象定義，只有B屬于電磁感應現象.13、B14、D15、ABD；思路解析：當磁鐵向下平移時，磁通量不發生變化，不產生電流，C錯.16、C；思路解析：當線框向右移動時，磁通量始終改變，中部時沒有磁感應強度，所以開始和后面有電流，中部無電流選C.17、ABC；思路解析：電阻不變，電流不變，磁感應強度不變，磁通量不變化，沒有感應電流；線框豎直上下運動時，磁通量也不變化，沒有感應電流，D錯.18、AD；思路解析：根據感應電流產生的條件知A、D正確.19、A；思路解析：由Q=·Δt=·Δt==，可知，在四種移動情況下變化的面積是相同的，則磁通量的變化相同，跟移動的速度無關，跟移動的時間也無關，所以A選項正確.20、思路解析：本題的關鍵是分析矩形線框的平面是否與B垂直，只有垂直時才能應用Φ=B·S，不垂直時可把面積沿與B垂直方向投影，為能清晰地觀察面積與B夾角的情況，可作出其俯視圖如圖所示.解：（1）當處于圖甲所示位置時，從俯視圖可看出沒有磁感線穿