第四章---电磁感应教案

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1～2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5～7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

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3—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。

［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？

（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

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8

7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

（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。

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

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。

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

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：Ф=B·S

（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）

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BS =1φ，末态BS =2φ，故012=-=?φφφ。

错解分析：错解中忽略了磁通量的正、负。

正确解法：初态中BS =1φ，末态BS -=2φ，故

BS 212=-=?φφφ

☆☆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O O '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 =φ始终不变，故D 不对；而E 选项，图示状态0=φ，转过90°时BS =φ，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Ⅰ→Ⅱ磁通

量增加，Ⅱ→Ⅲ磁通量减小，Ⅲ→Ⅳ磁通量增加，Ⅳ→

Ⅴ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

【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.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（ ）

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

Φ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 m 2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.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（ ）

A ．Wb/m 2

B ．N/A ·m

C ．kg/A ·s 2

D ．kg/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.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）

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

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（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（ ）

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

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，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）

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。

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：

①为什么在线圈内有电流？

②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？

③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

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。

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

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。

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）

［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。

（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B→A→D→C→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A→B→C→D→A。

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？

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于g.为了反抗回路中的磁通量增加，ab、cd两导体棒将互相靠拢，使回路的面积减小，以阻碍磁通量的增加.同理，当穿过平面后，磁铁的加速度仍小于g，ab、cd将相互远离.

点评：磁铁穿过闭合电路前、后，引起磁通量的变化是不同的，因而引起的感应电流方向不同.据楞次定律判断出感应电流方向，再应用左手定则判断受力情况，由牛顿第三定律可判断磁铁受力方向.此法较为繁琐.若根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果，总是反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是磁铁靠近（过线圈后“远离”）,从而可以判断.

★巩固练习

1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是（）

A.阻碍引起感应电流的磁通量

B.与引起感应电流的磁场反向

C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D.与引起感应电流的磁场方向相同

答案：C

点评：楞次定律揭示了感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（）

A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d

B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生

C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d

D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d

答案：ABC

点评：先明确直线电流周围磁感线的分布情况，再用楞次定律判定.

3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附

近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（）

A.沿abcd流动

B.沿dcba流动

C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动

D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动

解析：根据细长磁铁的N极附近的磁感线分布，线圈abcd

在位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量为零；在位置Ⅰ时，磁感线向

上穿过线圈；在位置Ⅲ时，磁感线向下穿过线圈.设磁感线向上

穿过线圈，磁通量为正，因此可见，由Ⅰ到Ⅱ再到Ⅲ，磁通量连续减小，感应电流方向不变，应沿abcda流动.故A正确. 答案：A

点评：明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究

4．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是（）

A.同时向左运动，间距增大

B.同时向左运动，间距不变

C.同时向左运动，间距变小

D.同时向右运动，间距增大

解析：在条形磁铁插入铝环过程中，穿过铝环的磁通量增

加，两环为了阻碍磁通量的增加，应朝条形磁铁左端运动，由于两环上感应电流方向相同，故将相互吸引，而使间距变小.

答案：C

点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥

5．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中（）

A.线圈中将产生abcd方向的感应电流

B.线圈中将产生adcb方向的感应电流

C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb

D.线圈中无感应电流产生

解析：由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大.当由

圆形变成正方形时磁通量变小. 答案：A

点评：周长相同情况下，圆的面积最大

6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是（）

A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持

B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失

C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失

D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持

解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继

续存在. 答案：D

点评：超导无电阻

7．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么（）

A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向

B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向

C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向

D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向

解析：将磁单极子（单N极），理解为其磁感线都是向外的

答案：B

点评：关键是磁单极子的磁场特点.

8．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）

A.逆时针方向,逆时针方向

B.逆时针方向,顺时针方向

C.顺时针方向,顺时针方向

D.顺时针方向,逆时针方向

解析：线圈在位置Ⅰ时，磁通量方向水平向右且在增加.据楞次

定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所

以感应电流的磁场方向应水平向左.据安培定则，顺着磁场方向看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向.

当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律，

感应电流的磁场方向应水平向左.再根据安培定则，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向应为顺时针. 答案：B

点评：应用楞次定律按程序分析

9．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（）

A.保持静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向

解析：滑动变阻器R的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变

大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量

变小.根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的

变化,所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小. 答案：C

点评：若被电源未标明极性所困惑，于是作个假设：设电源左端为正或右端为正，然后根据两种情况中的磁极的极性和引起穿过线圈磁通量的变化分别判断.这样做，费很大周折,如能抓住楞次定律的实质去判别则很简便.

★课余作业

1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的题题目。

★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。

4.4 法拉第电磁感应定律

★新课标要求

（一）知识与技能

1．知道什么叫感应电动势。

2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t

n E ??Φ=。 3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

4．知道E =BLv sin θ如何推得。

5．会用t

n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题。 （二）过程与方法

通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法。

（三）情感、态度与价值观

1．从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

2．了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

★教学重点

法拉第电磁感应定律。

★教学难点

平均电动势与瞬时电动势区别。

★教学方法

演示法、归纳法、类比法

★教学用具：

CAI 课件、多媒体电脑、投影仪、投影片。

★教学过程

（一）引入新课

教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

学生：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

教师：在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？

学生甲：由磁感应强度的变化引起的，即ΔΦ=ΔB ·S 。

学生乙：由回路面积的变化引起的，即ΔΦ=B ·ΔS 。

学生丙：由磁感应强度和面积同时变化引起的，即ΔΦ=B 2S 2－B 1S 1

学生丁：概括为ΔΦ=Φ2－Φ1

点评：该问题学生通常只能回答出一两种情况，需要教师启发、引导，才能归纳出磁通量变化的各种情形。在指导学生回答此问题时，重在培养学生的想象能力和概括能力，不宜过多纠缠细节，以免冲淡教学重点。

教师：恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？

学生：电路闭合、有电源。

教师：在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。

（二）进行新课

1、感应电动势

教师：CAI 课件展示出下面两个电路

教师：在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？

学生：电路断开，肯定无电流，但有电动势。

教师：电动势大，电流一定大吗？

学生：电流的大小由电动势和电阻共同决定。

教师：图b中，哪部分相当于a中的电源？

学生：螺线管相当于电源。

教师：图b中，哪部分相当于a中电源内阻？

学生：线圈自身的电阻。

教师：在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。

2、电磁感应定律

教师：感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考：

甲

乙

《法拉第电磁感应定律》教学设计

《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。

4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势

电磁感应定律的应用教案

电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势

人教版高三物理选修3-2第四章电磁感应知识点总结

人教版高三物理选修3-2第四章电磁感应知识点总结第四章：电磁感应 本章的主要内容是实验探究，通过亲身实验，理解法拉第是如何发现电磁感应现象的，进而通过实验探究产生感应电流的条件、感应电流的方向及大小，通过实验认识自感现象，并分析其原因援在深刻认识实验现象的基础上，总结相关的物理规律，并结合实际情况灵活应用。 知识构建： 新知归纳： ●电流的磁效应： 把一根导线平行地放在磁场上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。

●电流磁效应现象： 磁铁对通电导线的作用，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒 偏转。电流和电流间的相互作用，有相互平行而且距离较近的两条导线， 当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是： 同向电流相吸，异向电流相斥。 ●电磁感应发现的意义： ①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 ②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。 ③电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。 ●对电磁感应的理解: 电和磁有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的，只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流，磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。 引起电流的原因概括为五类： ①变化的电流。 ②变化的磁场。 ③运动的恒定电流。 ④运动的磁场。 ⑤在磁场中运动的导体。 ●磁通量： 闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，即Φ，θ为磁感线与线圈平面的夹角。 对磁通量Φ的说明： 虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时，磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。 ●产生感应电流的条件： 一是电路闭合。 二是磁通量变化。 ●楞次定律： 内容：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。 ●楞次定律的理解： ①感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只是在原磁场的磁通量增大时两者才相反；在磁通量减小时，两者是同样。

电磁感应单元测试题(含详解答案)

第十二章电磁感应章末自测 时间：90分钟满分：100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 图1 1．如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是() A．v1>v2，v1向右，v2向左B．v1>v2，v1和v2都向左 C．v1＝v2，v1和v2都向右D．v1＝v2，v1和v2都向左 解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确． 答案：B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有() A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C．线圈中产生交流电 D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对

图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流() 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案：D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是() A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则() 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N

电磁感应教案

《电磁感应》章节复习教案 第二课时：电磁感应综合问题 课型：复习课 时间：2015/04/22 班级：高二（1）班 教者：许军义 教学目标： （一）知识与技能 1．进一步掌握感应电流的产生条件、方向的判断、大小的计算。 2. 掌握解决电磁感应中电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路。 （二）过程与方法 通过电磁感应中的电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路的教学，使学生的解题能思路、解题能力和解题方法得到进一步的提高，初步达到高考要求。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点：电磁感应综合问题分析方法及思路 教学难点：1.电磁感应与电路问题综合中等效电路分析。 2.电磁感应与力学问题综合中受力截面图分析及运动过程分析。 教学过程： 一、组织教学，清点人数。 二、导入教学，展示目标。 三、新课教学： （一）、电磁感应与电路知识的综合应用 用电路规律求解，主要1、解决电磁感应与电路问题的分析方法及思路。 （1）、确定电源： 首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体就是电源，其次利用 或 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 （2）、分析电路结构，画等效电路图。 （3）、利有欧姆定律，串并联规律等。 2、例题分析 {例1} 匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场宽度为d ，一正方形金属框连长为L,每边电阻 t n E ??Φ=θsin BLv E =

均为R ，金属框以速度V 匀速穿过磁场区域，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。则线圈进入磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= ；穿出磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= 。 {解题方法过程} 学生活动：画出线圈进入磁场和穿出磁场过程中 等效电路 师生活动：根据等效电路及电路知识确定线圈进 入磁场和穿出磁场过程中a 、b 两点间 电压Uab 答案：进入磁场过程:Uab=BLV/4 穿出磁场过程:Uab=3BLV/4 (二)、电磁感应中的动力学问题 1、解决电磁感应与动力学问题的分析方法及思路： 教师活动：展示电磁感应中的动力学问题解题的基本思路方框图，并讲解。 学生活动：看图理解。 2、例题分析 {例2}如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd 和ef ，水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m 。整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= 3 mg 拉细杆a ，经很长一段时间后，杆b 恰好静止在圆环上某处，试求： （1）此时回路中的感应电流； （2）此时杆b 的位置距圆环最低点的高度。 {解题方法过程} 学生活动：1、分析a 杆最终运动状态。 2、据a 3、画b 杆受力截面图。 a d b c 电路分析 确定电源 （E ，r ） 感应电流确定导体所受的安培力 受力分析确定合外力 a v 与a 方向关运动状态分析 临界状态

第四章电磁感应期末复习总结

第四章电磁感应单元检测 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是() A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零 D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 2．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是() A．有顺时针方向的感应电流 B．有逆时针方向的感应电流 C．先逆时针后顺时针方向的感应电流 D．无感应电流 3.如图所示是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是() A．2是磁铁，在1中产生涡流 B．1是磁铁，在2中产生涡流 C．该装置的作用是使指针能够转动 D．该装置的作用是使指针能很快地稳定 4．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是() 5.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是() A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s 6.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中() A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

《电磁感应》教学设计

《电磁感应》教学设计 （一）引入新课：我们的物理“很美”，它具有“和谐的美”、“规律的美”——如浩瀚的宇宙及我们的太阳系在各就各位的运行着；它还具有“对称美”——如有“正电”就有“负电”、磁体有“南极”就有“北极”、平面镜中的像与物完全对称、还听说有“物质”就有“反物质”??当然物理也具有“奇异的美”，如听说有“磁单极子”，还有什么“宇称不守恒”……随着以后年级的递增，你会逐渐发现物理的各种美。通过奥斯特实验，我们知道：“电”能产生出“磁” ,（老师不妨在30秒内重现这个实验），那么同学猜想，反过来，“磁”能否生产出“电”来呢？（顺便板书逆向箭头并带问号） 几乎所有学生猜：“磁”也能生“电”。（那只是乱猜，无正当 理由，只是思维定势喊的） （二）引导学生确定需要哪些器材（这里，老师起很大主导作用）：当然要有磁体，还得有导线（否则，电流在哪流？），我给准备的是2m长的。还得有检验是否生出电流来的电流表（否则，你生出电来 了都还不知道呢）。 （三）这时，老师宣布：“开始试验，我看咱班那位同学把法拉 第憋了10年才发现的电流找出来”：同学们跃跃欲试，摩拳擦掌， 都想第一个发现，情绪激动，但无从下手，不知怎么摆弄好，憋得难

受，我则煞有介事的巡视着??我知道他们几乎发现不了。但我就想让他们憋很长一段时间并且还没书看，急的难受。巡视时，我发现各种各样的做法：1、导线敞开着，放在蹄型磁体上不动（很多学生）；2、导线敞开着，在蹄型磁体上随便乱动（很多学生）；3、导线敞开着，放在蹄型磁体中间不动（很多学生）；4、导线敞开着，放在蹄型磁体中间晃动（部分学生）；?? 这时候，我只问学生一句话：“开着的导线里会有电流吗？”只见大部分学生开始把导线闭合。但还是没有同学生产出电流来，我再说：“不急，人家法拉第用了好几年，我们才一节课，不过二班有个同学发现了”（其实没有）。就这样，学生们在好胜心的驱动下，积极的想着办法??我巡视着，开始发现有些学生把导线缠绕到蹄型磁体上。约15——20分钟以后（绝不是浪费），我走上讲台演示，我用的演示器材就是普通导线，我用夸张的慢动作缠绕10圈，快速切割，学生不约而同的：“啊，电流！”，我再用夸张的慢动作缠绕20圈，30圈，学生高呼：“大电流！”；再换正规实验器材——线圈，再做实验，然后，在线圈里接入一个灯泡，也发光。到此，学生一直感叹，后悔，我就差那么一点点！此时，我讲法拉第及科拉顿的故事。发给学生们线圈也感受感受。师生共同总结：产生电流的条件及电流方向与什么有关。

电工基础第四章磁场与电磁感应教(学)案

第四章 磁场和电磁感应 第一节 电流的磁效应 一、 磁场 1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。 3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N 极所指的方向即为该点的磁场方向。 二、磁感线 1．磁感线 在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图所示。 2．特点 (1) 磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 (2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N 极出来，绕到S 极；在磁体部，磁感线的方向由S 极指向N 极。 (3) 任意两条磁感线不相交。 说明：磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线，实际上并不存在。 图5-2所示为条形磁铁的磁感线的形状。 3．匀强磁场 在磁场中某一区域，若磁场的大小方向都相同，这部分磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相互平行的直线。 三、电流的磁场 1．电流的磁场 条形磁铁的磁感线 磁感线

直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁感线方向。 螺线管通电后，磁场方向仍可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，拇指所指的就是螺线管部的磁感线方向。 2．电流的磁效应 电流的周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。电流的磁效应揭示了磁现象的电本质。

电磁感应章末测试题

6、（ 2012年4月上海长宁区二模）如图所示，矩形闭合线圈 且AB 0O 所在平面与线圈平面垂直.如要在线圈中形成方向为 abcd 竖直放置，00是它的对称轴，通电直导线 AB 与00平行, abcda 的感应电流，可行的做法是 （A ） AB 中电流I 逐渐增大 （B ） AB 中电流I 先增大后减小 （C ） AB 中电流I 正对00靠近线圈 （D ） 线圈绕00轴逆时针转动90° （俯视） 1、（2012上海浦东期末）一足够长的铜管竖直放置，将一截面与铜管的内截面相同，质量为 不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度（ ） （A ）越来越大. （B ） 逐渐增大到一定值后保持不变. （C ） 逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变. （D ） 逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值，之后在一定区间变动. 2、2012年3月陕西宝鸡第二次质检）如图所示，一电子以初速度 v 沿与金属板平行方向飞人 MN 极板间，突然发现电子向 M 板偏 转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是 A ?开关S 闭合瞬间 B ?开关S 由闭合后断开瞬间 C ?开关S 是闭合的，变阻器滑片 P 向右迅速滑动 D ?开关S 是闭合的，变阻器滑片 P 向左迅速滑动 3、（2012年2月陕西师大附中第四次模拟）如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止 开始下落，然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是 1 AX \ 剧A m 的永久磁铁块由管上端放入管内, A .磁铁在整个下落过程中做自由落体运动 B ?磁铁在管内下落过程中机械能守恒 C .磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D .磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 4、（ 2012年2月济南检测）如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的 磁铁，磁铁的S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中 A .通过电阻的感应电流的方向由 a 到b 线圈与磁铁相互排斥 B .通过电阻的感应电流的方向由 b 到a ,线圈与磁铁相互排斥 C .通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b 线圈与磁铁相互吸引 D .通过电阻的感应电流的方向由 b 到a ,线圈与磁铁相互吸引 5、如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过 A 、B 两位置时，线圈中（ A. .感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同 B. .感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反 C. .感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同 D. .感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反

法拉第电磁感应定律教学设计

§4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；

电磁感应教学设计.

电磁也应现象 本％内容足电船学的快心内容Z .在性个岛中物理中占有相％。要的地位.它 揭求了嫌和电的内在联札 教材先an r 解r 法拘弟发现电破也应现欢的眼难 历阳 后通过实淼探究的方法闩纳出了 “磴生电”的垸律.在教材中起到了承询 启后的作用.足学生今后学习法按第电磴盛戍定忡,捞次定冲和女变电流产牛?的 学牛己知道电流的mw.—奥斯特实驶.掌押r 磁场的禁本知识.卯解r 磁通 祖的幔念.粉中时也已经学习r 闭合电路的部分导体做切削猊蛾线遥动产生蛤应 电流的知识. n 然会激发起他们继续探究壤成电流产生的条件的兴鲤和热情.iftj ti 同学们u 前己经“ ?定的电学实轸裸件机岫和 定的探究.分析与归纳的能 力.对木n 课设计探究实脸 经教的指亍和小组合作.应该能够顺利完成， 析如此 学情分析 教学 II 标 W g 「.拘■"现电磁蛾应现象的的折妨村 用i 八"仅此 知谄什久是电破墙应现象,理解螃阿电检产生的条件. 过程与方法 情蛾、态度与 价值观 学会通过实心祝察.记京实於结果?分析论证?得出结论的科学探 究方法? I:通过对电磴博应现望的发现历程的学习，体会人类探索自然规伸 的科学态反和科学粘神. 2,逸过学习产生“嫉生电”的条件.斥成探宛物理岫I 的R 好习虬 提高自身的素养. 学点点 学法F 教垂推 教方及段 页点：通过实睑探究博应电流的产生条（1. 难点：加织学生完成他磁￥成现纹的实我.”纳忌结出产4一蛾成电流的条件. （1） 教帅启发.引轩孕牛先ni 很读法拉第发现电破壕应现象的眼燃为程?后认亭 生经历 探究'.愣应电流产生的条件”的过程.叩提出何迷——役订实验——采址数揖一 交流反愦-一分析队纳一行出结论一实践应川.学生在教帅的指导卜I ：动思号.I ； 动探索,亲身体/.从而体会科孚探索中的艰松 衡》其中的方法.激发学生的求知 砍.捉研生的科学案养? （2） 以探究实较为*线.结合演示实轮.设置1站的问题教学.以多媒体课件,电 『白板辅助教学. 教学 条形破轶.灵故电液计.演示电衣.线Nk JMNWh 滑动变RIH..蹄形磁铁. 媒体 电W. ［电池、微电流放人样.奥斯， ?" ? ITM）.媒线管.PPT 课件 教学 流程 图 教学过程设计 教学渔群 ?）新课引入 【演示I 】演示生活中的瞥通F 电简和尹压武「电筒发光 丁Ik 式T 电筒没仃电池，伊傩式发光,它的电是从哪来的？要 蜉决这个轲题，我们需要学习新的，八电磁骆 洁 今天我们学习第 W 电陋感应现象， 学生活动 设 旋察现象 以生活中的现 象 为切入点?创 i 殳情境，迅速吸 引学生的注意 力.井设置慈

选修3-2 电磁感应 单元测试题

选修3-2第一章《电磁感应》单元测试题 一、选择题（共40分每题4分错选不得分漏选得2分） 1．如图1所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中：（） A．进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g 2．在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N，两环套在一个通电长螺线管的中部，如图2所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将怎样运动？（） A．两环一起向左移动 B．两环一起向右移动 C．两环互相靠近 D．两环互相离开 3．如图3所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为：（） A．受力向右 B．受力向左 C．受力向上 D．受力为零 4．如图4所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则：（） A．W1＜W2，q1＜q2 B．W1＜W2，q1=q2 C．W1＞W2，q1=q2 D．W1＞W2，q1＞q2 5．如图5所示，灯泡的灯丝电阻为2Ω，电池的电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，线圈电阻几乎为零。先合上开关S，稳定后突然断开S， 图 1 图3 N M d c b a 图4 B v 图2 E R S L

法拉第电磁感应定律教案新人教版选修Word版

高二物理选修3-2《法拉第电磁感应定律》教案 目的要求 复习法拉第电磁感应定律及其应用。 知识要点 1.法拉第电磁感应定律 （1）电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即t k E ??Φ=，在国际单位制中可以证明其中的k =1，所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。（平均值） 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从匀强磁场中向右匀速拉出过程，仅ab 边上有感应电动势E =Blv ，ab 边相当于电源，另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 放在匀强磁场 中，当磁感应强度均匀减小时，回路中有感应电动势产生，大小为E =l 2(ΔB /Δt )，这种情况下，每条边两端的电压U =E /4-I r = 0均为零。 （2）感应电流的电场线是封闭曲线，静电场的电场线是不封闭的，这一点和静电场不同。 （3）在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E=BLv sin α（α是B 与v 之间的夹角）。（瞬时值） 2.转动产生的感应电动势 ⑴转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v 应该指导线上各点的平均速度，在本题中 应该是金属棒中点的速度，因此有22 12L B L BL E ωω=?=。 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分 别为L 1、L 2，所围面积为S ，向右的匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab 、cd 两边切割磁 感线，产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果线圈由n 匝导线 绕制而成，则E=nBS ω。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B 垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 例题分析 例1：如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感 L 1 v c B l a b d l v a b d ω o a v b c L 1 L 2 ω

电磁感应教学设计

电磁感应教学设计 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么?

师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书： 〈实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉

《4.4法拉第电磁感应定律教案》

4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 （1）知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 （2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、 t ??Φ。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？ 二、引入新课 1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？ 三、进行新课 （一）、探究影响感应电动势大小的因素 （1）猜测：感应电动势大小跟什么因素有关？（2）探究问题： 问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小。 （二）、法拉第电磁感应定律 a b G E r

感应电流的方向教案

第一章第二节探究感应电流的方向 ［课时安排］第1课时 ［教学目标］： （一）知识与技能 (1)探究感应电流方向的规律； (2)楞次定律。 （二）过程与方法 （1）通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。 （2）通过典型题目的练习，让学生自己在练习过程中学会如何应用楞次定律，进而转化为技能技巧，达到熟练掌握的目的。）由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件。 （三）情感、态度与价值观 让学生经历从实验观察到抽象归纳得出理论的过程，体验物理学的规律是怎样得出来的。 ［教学重点］1．理解楞次定律内容； 2．会用楞次定律解决有关问题。 ［教学难点］：1．探究影响感应电流的实验； 2．应用楞次定律判断感应电流的方向。 ［教学器材］：演示电流计、线圈、条形磁铁，导线 ［教学方法］：实验演示法，多媒体辅助教学 ［教学过程］

（一）引入新课 提问1.什么是感应电流？ 提问2. 产生感应电流的条件是什么？ （二）新课教学 1.引出课题：产生的感应电流的方向与哪些 因素有关呢？如何判断感应电流的方向？ 板书：探究感应电流的方向 板书：一、探究感应电流的方向 演示实验如图示，让学生观察实验，经过讨论后得出结论： 2.学生讨论问题并完成表格后总结：感应电流的方向该如何判断？ 可以从以下几个方面入手： （1）、磁体的磁场方向是怎么样的？ （2）、穿过线圈的磁通量怎么变化？ （3）、感应电流的方向是如何的？ （4）、感应电流的磁场是如何的？ 根据提示设计并完成表格

板书：实验结论 ( 1 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。 ( 2 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。 板书：二、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。---------增反减同 3.试一试：用楞次定律判断课本P13图1-15中的现象，如图示。并利用楞次定律解释。 当磁体的N 极靠近铝环时会发生什么现象？铝环中是否产 生感应电流？如果产生了，电流方向是如何的？ 总结利用楞次定律判断感应电流的步骤 板书：三、判断感应电流的步骤

第四章 电磁感应章末总结综合练习

第四章 电磁感应章末总结 知识点一 三定则、一定律的综合应用 (一)程序法(正向推理法) 例1．如图所示装置中，cd 杆光滑且原来静止．当ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)( ) A ．向右匀速运动 B ．向右加速运动 C ．向左加速运动 D ．向左减速运动 练习1．(2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( ) A ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 (二)逆向推理法 例2．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ 所做的运动可能是( ) A ．向右加速运动 B ．向左加速运动 C ．向右减速运动 D ．向左减速运动 练习2．如图所示，金属导轨上的导体棒ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( ) A ．向右做匀速运动 B ．向左做减速运动 C ．向右做减速运动 D ．向右做加速运动 【小结】：1．规律比较： 2(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。 (2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时班级： 姓名：

高中物理-法拉第电磁感应定律教案

高中物理-法拉第电磁感应定律教案 教学目标：知识与技能1、知道什么是感应电动势。2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式t n E ??Φ=，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解 教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B 教学过程： 一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程：在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程：在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通