电磁感应4.1-4.2学案

§4.1-4.2划时代的发现探究感应电流的产生条件编写人：赵春梅审核人：文继红2014-02-15学习目标：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，以及科学家的科学思维方法。2.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。3.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.4.知道产生感应电流的条件。问题导学：一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容，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。2．法拉第心系“磁生电”阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容，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？（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。二、探究感应电流的产生条件1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线演示：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。仔细观察实验，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后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论：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。仔细观察实验，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S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出结论：（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。仔细观察实验，记录现象。表3操作现象开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片结论：问题探究：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？电磁感应现象产生的条件：课堂小结：我的收获：2.我的问题：课堂训练：1.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___________。2.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4．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：5.如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合回路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁拔出线圈C.磁铁插在线圈内不动D.磁铁和线圈一块平动选做题：如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法可行的是：A.以ab为轴转动B.以OO为轴转动C.以ad为轴转动（小于60）D.以bc为轴转动（小于60）选修3-2第四章电磁感应第2节《探究电磁感应的产生条件》课前预习学案一、预习目标复习初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验，预习课本P5实验观察部分；初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。二、预习内容1.初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验（1）初中这个实验中导体棒是如何切割磁感线的？（2）这个实验，闭合电路中产生感应电流的条件是？2.预习课本P5实验观察部分（1）电路中用了哪些器材？（2）它们是怎么连接在一起的？（3）图4.2-2中的大线圈和图4.2-3中B线圈的接线柱可以调换顺序吗？三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标1．知识和技能（1）知道什么是电磁感应现象。（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。2．过程和方法（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。3．情感、态度和价值观（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。（2）介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。（3）通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。二、学习过程提出问题1．在初中，我们就初步学习和认识了电磁感应。请问：什么叫电磁感应现象？2．你知道电磁感应现象在生产和生活中有哪些应用？探究一：闭合电路的部分导体切割磁感线演示：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4.2-5所示。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后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论：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。探究二：还有哪些情况可以产生感应电流表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S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出结论：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。表3操作现象开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片结论：三、反思总结分析论证得出结论四、当堂检测：1、如图4-2-6，竖直放置的长直导线ef中通有恒定电流，有一矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是（）A、导线中电流强度变大B、线框向右平动C、线框向下平动D、线框以ab边为轴转动E、线框以直导线ef为轴转动2、下列关于产生感应电流的说法中，正确的是（）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产生B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流3、如图4-2-7所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（）A、两电流同向且不断增大B、两电流同向且不断减小C、两电流反向且不断增大D、两电流反向且不断减小4、如图4-2-8所示，导线ab和cd互相平行，则在下列情况中导线cd中无电流的是（）A、电键S闭合或断开的瞬间B、电键S是闭合的，但滑动触头向左滑C、电键S是闭合的，但滑动触头向右滑D、电键S始终闭合，滑动触头不动5、如图4-2-9所示，范围很大的匀强磁场平行于OXY平面，线圈处在OXY平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（）A、沿OX轴匀速平动B、沿OY轴加速平动C、绕OX轴匀速转动D、绕OY轴加速转动6、目前观察到的一切磁体都存在N、S两个极，而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子。若确定存在磁单极子，设法让磁单极子A通过一超导材料制成的线圈如图4-2-10所示，则下列对于线圈中的感应电流的判断，正确的是（）A、只有A进入线圈的过程有电流B、只有A离开线圈的过程中有电流C、A离开线圈后，电流保持不变D、A离开线圈后，电流消失答案：1.ABD2.D3.BC4.D5.C6.C1.知识与技能（1）理解什么是电磁感应现象；（2）知道产生感应电流的条件；（3）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。(4)理解磁通量的变化的含义。2.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3.情感、态度与价值观（1）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。（2）通过观察演示实验，归纳出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察概况能力。【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】闭合电路磁通量的变化。【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法【教学媒体】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。教学操作过程设计（一）复习旧课磁通量（φ）的概念：什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？（1）定义：面积为s，垂直匀强磁场Ｂ放置，则Ｂ与s乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用φ表示。（2）公式：φ=B?S（3）单位：韦伯（wb）1wb=1T?m2磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。（二）引入新课“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。（三）进行新课1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，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。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。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。观察实验，记录现象。表2磁铁的运动表针摆动方向磁铁的运动表针摆动方向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极从线圈抽出向左S极从线圈抽出向右结论：只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生。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。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