2022年第四章---电磁感应教案 .pdf

学习必备欢迎下载第四章电磁感应全章概述本章以电场和磁场等知识为基础，通过实验总结了产生感应电流的条件和判断感应电流方向的一般方法楞次定律，给出了确定感应电动势大小的一般规律法拉第电磁感应定律。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据。感生电动势和动生电动势使我们认识到磁生电的本质，互感和自感及涡流则是几种特殊的电磁感应现象。本章特点是要求学生有较强的抽象思维能力，同时应注意在学习过程中不断提高理解能力、分析综合能力和推理能力，以及空间想象能力。本章内容可分为四个单元。第一单元（第12 节） ，探究电磁感应的条件；第二单元（第3 节） ，讲述法拉第电磁感应定律；第三单元 （第 4 节） ，讲述楞次定律及其应用；第四单元 （第57 节） ，讲述产生感应电动势的本质及几种特殊的电磁感应现象。新课标要求1内容标准（1）收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。（2）通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。（3）通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。例 1 分析电动机运转时产生反电动势的现象，分别用力和能量的观点进行说明。（4）通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。例 2 观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作用和原理。例 3 观察家用电磁灶，了解电磁灶的结构和原理。 2活动建议从因特网、 科技书刊上查阅资料，了解电磁感应在生活和生产中的应用，例如磁卡阅读器、录音机、录像机的原理等。新课程学习4.1 划时代的发现新课标要求（一）知识与技能1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。2知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、 分析论证、 归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观1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。2以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 47 页学习必备欢迎下载教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具计算机、投影仪、CAI 课件、录像片教学过程（一）引入新课师：在上一册（选修31）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。板书课题划时代的发现（二）进行新课1、奥斯特梦圆“电生磁”教师活动： 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题， 引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。学生甲： （1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。学生乙： （2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。直到1820 年 4 月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。学生丙：（3）奥斯特在1820 年 4 月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。 当电源接通时，小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。通过前面的学习，我们知道， 地磁场是南北方向的， 小磁针静止时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后， 小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系。也就是电流的磁效应。学生丁： （4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。教师活动：倾听学生回答，及时给出点评。课件演示电流的磁效应。通过课件演示增加学生的感性认识。2法拉第心系“磁生电”教师活动： 引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题， 引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 47 页学习必备欢迎下载（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。学生甲： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。学生乙： （2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直到1831 年 8 月 29 日，他苦苦寻找了10 年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。学生丙： （ 3）法拉第在1822 年 12 月、1825 年 11 月、1828 年 4 月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。学生丁：（4）多次失败后，1831 年 8 月 29 日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表” ，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。 之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的 “秘诀”是： “磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。学生丁： （5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10 年之久， 经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败， 一次又一次， 最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。 作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教师活动：倾听学生回答，及时给出点评。课件演示 电磁感应现象。 通过课件演示增加学生的感性认识。电磁感应现象产生的条件将在下节课深入学习，本节课不宜过多地展开。让学生体会一下最终法拉第成功的原因，在于“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。（三）课堂总结、点评教师活动： 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动： 认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评 ：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开， 让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究有关物理学史的知识【例1】 （2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（）A安培B赫兹C法拉第D麦克斯韦解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。答案： C 【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是 _，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_。解析：该题考查有关物理学史的知识。答案：奥斯特安培法拉第库仑对概念的理解和对物理现象的认识【例 3】下列现象中属于电磁感应现象的是（）A磁场对电流产生力的作用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 47 页学习必备欢迎下载B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D电流周围产生磁场解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B 是正确的。答案： B 课余作业认真阅读教材， 领悟科学家奥斯特发现电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探究历程。阅读教材第4 页“科学足迹” ，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键， 离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。 学生素质的培养就成了镜中花，水中月。资料袋法拉第时刻1831 年 8 月 29 日，对法拉第来说是个终生难忘的日子。他用软铁焊接成圆环，铁环的外径是 6 英寸，厚87英寸，环的半边上绕3 个线圈，连起来就成为1 个大线圈，分开就是3 个小线圈，每个线圈用24 英尺长的铜线绕成，再用棉线将导线隔开，包上棉布，使导线之间、导线与铁环之间都绝缘，环的另一边用相同的铜导线60 英尺长，以相同的方法和同样的方向绕在上面， 做成另一线圈。 两个线圈的两端各相隔半英寸左右。后一线圈连在3 英尺远的电流计上。当法拉第将大线圈接上电池时，电流计的指针突然偏转。但是，指针晃动一下就停止了。当他打算把电池拆掉时，指针又偏转了，可是偏转的方向相反。法拉第继续做各种试验，他把电流计从后一线圈上拆下，接到大线圈的一个线圈上，把大线圈的另外两个线圈接上电池，这时指针的偏转大多了；法拉第又把电池的两极对调，发现电流计指针反向偏转；他又多加几节电池，重复上面实验， 指针偏转更大法拉第并不满足于这些实验取得的成就，他坚信磁能够转化为电。几星期后， 他抛开电池， 在一个纸做的空心圆筒上，用220 英尺长的铜线分层绕了8 个线圈，再连成1 个大线圈，并把它接到电流计上。当一块条形磁铁插进空心圆筒时，电流计指针摆动了，“转磁为电”的理想终于实现了。1831 年 10 月 28 日，法拉第将一铜盘放在永久磁铁的两磁极之间，从铜盘的轴心和边缘引出两根导线， 转动铜盘时， 两根导线上产生稳恒电流。这就是最原始的发电机。它的重大意义是不言而喻的，发电机的发明使人类从蒸汽机时代进入电气时代。4.2 探究电磁感应的产生条件新课标要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 47 页学习必备欢迎下载（一）知识与技能1知道产生感应电流的条件。2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。（二）过程与方法学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法（三）情感、态度与价值观渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。教学重点通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。教学难点感应电流的产生条件。教学方法实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法教学用具：条形磁铁（两个） ，导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，CAI 课件，计算机等。教学过程（一）引入新课教师： “科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，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代。本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。（二）进行新课1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线教师：在初中学过， 当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1 所示。演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1 中。如图所示。学生：观察实验，记录现象。表 1 导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向左向后平动不摆动向左平动向右向上平动不摆动向前平动不摆动向下平动不摆动结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 47 页学习必备欢迎下载还有哪些情况可以产生感应电流呢？（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出演示：如图4.2-2 所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2 中。学生：观察实验，记录现象。表 2 磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N 极插入线圈向右S 极插入线圈向左N 极停在线圈中不摆动S 极停在线圈中不摆动N 极从线圈中抽出向左S 极从线圈中抽出向右结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。（3）模拟法拉第的实验演示：如图4.2-3 所示。线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端与电流表连接，把线圈A 装在线圈B 的里面。观察以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3 中。学生：观察实验，记录现象。表 3 操作现象开关闭合瞬间有电流产生开关断开瞬间有电流产生开关闭合时，滑动变阻器不动无电流产生开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片有电流产生结论：只有当线圈A 中电流变化时，线圈B 中才有电流产生。2、分析论证教师：通过上节课的学习我们就已经知道，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。试以上面三个演示实验为例，对以上结论进行分析论证。学生：分组讨论，学生代表发言。学生甲：演示实验 1 中，部分导体切割磁感线， 闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化） ，有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。学生乙：演示实验2 中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 47 页学习必备欢迎下载面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4）学生丙：演示实验3 中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A 中电流变化，导致线圈B 内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图 4.2-5）教师点评：通过大家的论证，我们得出结论：“磁生电”的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。3、归纳总结教师：大家回想一下什么是磁通量？写出计算公式和它的单位。说出磁通量的物理意义以及引起磁通量变化的因素。学生：（1）一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B 的匀强磁场放置，则B 与 S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。（2）公式： =BS（3）单位：韦伯（Wb）1Wb=1T 1m2=1V s （4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。（5）磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。教师：请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？学生：实例1 中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化， 从而产生感应电流；实例 2 中，导体插入、 拔出线圈， 线圈面积不变， 但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；实例 3中， 通断电的瞬间， 滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A 中电流的变化，最终导致线圈B 中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。教师： 同学们分析、 总结得很好， 引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。（三）课堂总结、点评教师：打开计算机，演示自制CAI 课件，重现探究过程，巩固、升华所学知识，实现从感性认识到理性认识的飞跃。1、研究背景（从奥斯特发现电流磁效应开始，法拉第受到对称性思考的启发开始探究电磁感应产生的条件 ）2、实验一，部分导体切割磁感线运动（磁场不变，面积变化，产生感应电流）3、实验二，磁体插入、把出线圈（面积不变、磁场变化，产生感应电流）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 47 页学习必备欢迎下载4、实验三，模拟法拉第的实验5、实验总结（总结电磁感应产生的实质，实现从感性认识到理性认识的飞跃）6、电磁感应现象遵守能量守恒（知识拓展）7、典型例题（学以致用，巩固升华）点评 ：电脑模拟，形象直观，巩固升华。（四）实例探究关于磁通量的计算【例 1】如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一面积为S 的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab 边为轴转180，求此过程磁通量的变化？错解：初态BS1，末态BS2，故012。错解分析：错解中忽略了磁通量的正、负。正 确 解 法 ： 初 态 中BS1， 末 态BS2， 故BS212 关于电磁感应现象产生的条件【例 2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）解析：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有：（1）磁感应强度B 发生变化（ 2）线圈的面积S发生变化；（3）磁感应强度B 和面积S 的夹角发生变化。对于A 选项因为线圈平面平行于磁感线，在以OO为轴转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零；B 选项中，线框平面也与磁感线平行，磁通量为零， 竖直向上运动过程中， 线框平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零， 故无感应电流产生；C 选项中，线框边与磁感线平行，与B 选项同， 故无感应电流产生；D 选项随着线框的转动，B 与 S都不变，B 又垂直于S，所以BS始终不变， 故 D 不对；而 E 选项，图示状态0，转过 90时BS，因此产生感应电流。F 选项螺线管内通入交流电，电流大小方向在变，因此磁场强弱、方向也在变，所以穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流。答案： EF 【例 3】 （综合性思维点拨）如图（甲）所示，有一通电直导线MN 水平放置，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P 位于导线正下方且与导线位于同一竖直平面，正竖直向上运动。问在线圈P 到达MN 上方的过程中，穿过P 的磁通量是如何变化的？在何位置时P 中会产生感应电流？解：根据直流电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱。把线圈 P 从 MN 下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图（乙）所示，可知磁通量增加，磁通量减小，磁通量增加，磁通量减小，所以整个过程磁通量变化经历了增加减小增加减小，所以在整个过程中P 中都会有感应电流产生。 关于电磁感应现象的实际应用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 47 页学习必备欢迎下载【例 4】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和 B。线圈 A 跟电源连接，线圈 B 的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关S的时候， 弹簧 E 并不能立即将衔铁D 拉起， 因而不能使触头 C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。解析： 线圈 A 与电源连接， 线圈 A 中有恒定电流， 产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B 的磁通量不变化，线圈B 中无感应电流。断开开关S 时，线圈A 中电流迅速减减小为零，穿过线圈B 的磁通量也迅速减少，由于电磁感应， 线圈 B 中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D 的吸引作用，触头C 不离开；经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D 的吸引力减小，当弹簧E 的作用力比磁场力大时，才将衔铁D 拉起，触头C 离开点评： 这是一道解释型论述题，关键是分析清楚题中有哪些过程及过程与过程间有哪些联系，分析清楚从现象的产生、发展、到结果，引起了哪几个物理量的变化以及怎样变化。本题中当 S 闭合时，线圈A 的磁场对衔铁D 的吸引，使工作电路正常工作。断开S 时，线圈B中的感应电流的磁场，继续对衔铁D 发生吸引力作用，但作用力逐渐减小直至弹簧将衔铁拉起，工作电路断开。电磁感应现象与生活、生产、联系非常紧密，解答这种题的关键是从实际问题中提炼出我们所学过的物理模型，然后按相应方法求解。巩固练习1.）A磁感应强度越大的地方，磁通量越大B穿过某线圈的磁通量为零时，由B=S可知磁通密度为零C磁通密度越大，磁感应强度越大D磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量解析： B 答案中“磁通量为零”的原因可能是磁感应强度（磁通密度）为零，也可能是线圈平面与磁感应强度平行。答案：CD 2.）AWb/m2BN/A mCkg/As2Dkg/C m 解析：物理量间的公式关系，不仅代表数值关系，同时也代表单位.答案： ABC 3.）A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流答案： D 4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线）A保持电流不变，使导线环上下移动B保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动解析：画出电流周围的磁感线分布情况。答案：C 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 47 页学习必备欢迎下载5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其）A增大B减小C不变D无法确定如何变化解析：弹簧所包围的面积内既有条形磁铁的内部向左的磁感线，又有条形磁铁外部向右的磁感线，因此，磁通量为向左与向右的磁感线条数之差.因为磁感线是闭合的， 所以条形磁铁内部磁感线条数与外部总的磁感线条数相等，显然，环的面积越大，返回的磁感线条数越多，因此，磁通量减小. 答案： B 6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式机械能的减少，相应转化为其他形式能 （如内能、电能） 。能的转化过程也就是做功的过程。答案：AD 7.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图16-1-9 中，最能符合这样要求的一幅图是（）A B C D解析：线圈有电流通过时产生磁场，对其他线圈有无影响实质是是否引起电磁感应现象即看穿过邻近线圈的磁通量有无变化.通过分析知D 图中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线圈，因而是最符合要求的.答案： D 课余作业1、学习兴趣小组课下按照课本第8 页“做一做”栏目描述的实验摇绳能发电吗？，并对实验结果进行讨论，写出实验报告，各小组互相交流、讨论。2、书面完成P8“问题与练习”第5、6、7 题；思考并回答第1、2、3、4 题教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键， 离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。 学生素质的培养就成了镜中花，水中月。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 47 页学习必备欢迎下载4.3 楞次定律新课标要求（一）知识与技能1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。（二）过程与方法1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。教学重点1楞次定律的获得及理解。2应用楞次定律判断感应电流的方向。3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。教学难点楞次定律的理解及实际应用。教学方法发现法，讲练结合法教学用具：干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。教学过程（一）引入新课教师：演示按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：为什么在线圈内有电流？插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？怎样才能判断感应电流的方向呢？本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。（二）进行新课1、楞次定律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 47 页学习必备欢迎下载教师：让我们一起进行下面的实验。（利用 CAI 课件，屏幕上打出实验内容）实验目的研究感应电流方向的判定规律。实验步骤（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G 中流入电流方向与电流表G 中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?）（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。（3）把条形磁铁N 极（或 S 极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出， 每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤 （1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。根据实验结果，填表：磁铁运动情况N 极下插N 极上拔S 极下插S 极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向教师： N 极向下插入线圈中，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何? 学生：磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。教师：在这种情况下，通过线圈的磁通量如何变化? 学生：磁通量增加。教师：感应电流的方向如何? 学生：如图所示。教师：感应电流的磁场方向如何? 学生：感应电流的磁场方向向上。教师：再把该磁铁从线圈中拔出时，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何? 学生：磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。教师：磁铁拔出时，通过线圈的磁通量如何变化? 学生：通过线圈的磁通量减小。教师：感应电流的方向如何? 学生：感应电流的方向如图所示。教师：感应电流的磁场方向如何? 学生：感应电流的磁场方向向下。教师： S极向下插入线圈中，情况怎样呢? 学生甲：磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。学生乙：通过线圈的磁通量增加。学生丙：感应电流的方向如图所示。学生丁：感应电流的磁场方向向下。教师：再把S极从线圈中拔出时，情况如何? 学生甲：磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。学生乙：通过线圈的磁通量减小。学生丙：感应电流的方向如图所示。学生丁：感应电流的磁场方向向上。教师：通过上面的实验，同学们发现了什么? 学生甲： 当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反； 当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 47 页学习必备欢迎下载学生乙： 当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。学生丙： 当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。教师：刚才几位同学的说法都正确。物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834 年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。投影感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。（师生共同活动：理解楞次定律的内涵）（1） “阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。（2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。教师： 楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为：“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中，矛盾双方即条形磁铁的磁场（B原）和感应电流的磁场（B感） ，两者都处于同一线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。2、楞次定律的应用教师：投影应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：（1）明确原磁场的方向。（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。（4）利用安培定则确定感应电流的方向。教师：下面让我们通过对例题的分析，熟悉应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤，同时加深对楞次定律的理解。投影教师：开关断开前，线圈M 中的电流在线圈N 中产生的磁场方向向哪？学生：向下。教师：开关断开瞬间，线圈N 中磁通量如何变化? 学生：减少。教师：线圈N 中感应电流的磁场方向如何？学生：向下（阻碍磁通量减少）。教师：线圈N 中感应电流的方向如何？学生：由下向上，整个回路是顺时针电流。教师：利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。（投影）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 47 页学习必备欢迎下载投影教师：线圈ABCD 所在处磁场方向向哪？学生：垂直纸面向里。教师：感应电流的磁场方向向哪？学生：垂直纸面向里。教师：穿过线圈ABCD 的磁通量应如何变化？学生：减少。教师：线圈ABCD 应向哪个方向平移？学生：向右。3右手定则教师：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应电流的方向呢？（投影）如图所示，光滑金属导轨的一部分处在匀强磁场中，当导体棒AB 向右匀速运动切割磁感线时，判断AB 中感应电流方向。教师：当AB 棒向右切割磁感线时，感应电流方向如何？学生甲：回路中原磁场方向垂直纸面向里。学生乙：通过回路的磁通量在减小。学生丙：感应电流的磁场与原磁场方向相同，为垂直纸面向里。学生丁：回路中感应电流为逆时针方向，AB 中感应电流的方向为向上。教师：如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。投影右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。教师：请同学们用右手定则重做例3，看结果是否一样？学生：一样。教师： 右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式，它们在本质上是一致的。 只不过导体切割磁感线时，用右手定则判断感应电流方向更方便。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 47 页学习必备欢迎下载（三）课堂总结、点评教师活动： 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动： 认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评 ：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开， 让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究楞次定律的应用【例 1】 如图所示，试判定当开关S 闭合和断开瞬间，线圈ABCD 的电流方向。（忽略导线 GH 的磁场作用）解析：当S 闭合时（1）研究回路是ABCD，穿过回路的磁场是电流I 所产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）回路 ABCD 的磁通量由无到有，是增大的；（3）由楞次定律可知感应电流磁场方向应和B原相反，即背离读者向内（“增反减同” ） 。由安培定则判定感应电流方向是BADC B。当 S断开时（1）研究回路仍是ABCD，穿过回路的原磁场仍是I 产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）断开瞬间，回路ABCD 磁通量由有到无，是减小的；（3）由楞次定律知感应电流磁场方向应是和B原相同即指向读者；（4）由安培定则判定感应电流方向是ABC DA。点评： 用楞次定律解题时，沿一定的程序进行推理判断比较规范，尤其是初学者一定要熟练掌握【例 2】 如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？解析：磁铁右端的磁感线分布如图所示，当磁铁向环运动时，环中磁通量变大， 由楞次定律可判断出感应电流磁场方向，再由安培定则判断出感应电流方向如图16-3-5 所示 .把铜环等效为多段直线电流元，取上、下两对称的小段研究，由左手定则可知其受安培力如图，由此推想整个铜环受合力向右 ,故铜环将向右摆动. 点评：由于磁铁的靠近引起环中感应电流的产生，而电流（通电导体）在磁场中受到力作用. 其他解法：另解一： 磁铁向右运动， 使铜环产生感应电流如图所示.此环形电流可等效为图中所示的小磁针。显然，由于两磁体间的推斥作用铜环将向右运动。另解二：由于磁铁向右运动而使铜环中产生感应电流，根据楞次定律的另一种表述可知铜环将向右躲避以阻碍这种相对运动. 【例 3】 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB、CD上放着两根细金属棒ab、 cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时，两金属棒ab、cd 将如何运动？磁铁的加速度仍为g 吗？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 47 页学习必备欢迎下载解析：当条形磁铁从高处下落接近回路abcd 时，穿过回路的磁通量方向向下且在不断增加.根据楞次定律的第二种表述：感应电流所产生的效果，总要反抗产生感应电流的原因.在这里，产生感应电流的原因是：条形磁铁的下落使回路中的磁通量增加，为反抗条形磁铁的下落，感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的阻碍其下落的阻力，使磁铁下落的加速度小