高中物理选修1-1教案-3.1电磁感应现象1-人教版

第三章 电磁感应 3.1 电磁感应现象 教学目标 知识与能力 1．知道磁通量，会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小。 2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 3．通过实验，了解感应电流的产生条件。 过程与方法 1．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。 2．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。 情感态度与价值观 收集有关物理学史资料，了解电磁感应现象发现过程，体会人类探索自然规律的科学 方法、科学态度和科学精神。 教学重点 1．通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 2．磁通量的大小。 教学难点 1．感应电流产生的条件。 2．磁通量的大小怎样比较。 教学用具 条形磁铁（两个），蹄形磁铁，导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个）， 干电池，开关，滑动变阻器，导线若干 教学过程 演示：断电自感 一、划时代的发现电磁感应现象 奥斯特在 1820 年发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现 象与磁现象是有联系的。探究电与磁关系的崭新领域，突然洞开在人们面前，激发了科学 家们的探索热情。一个接一个的新发现，象热浪一样冲击欧洲大陆，也激励着英国的科学 界。电能生磁，磁能生电吗？ 英国科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应该有联系。他在 1822 年的日记中 写下了“磁生电”的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信电与磁有联系， 经十年努力，于 1831 年，终于发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个铁环上，一个 线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈 上出现了电流。他在 1831 年 8 月 29 日的日记中写下了首次成功的记录。 1831 年圣诞节的前夕，一次科学报告会上，法拉第当众表演了一个实验：一个铜盘的轴和 铜盘的边缘分别连在“电流计”的两端，法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流计” 的指针随之摆动，这是最早的发电机。当时在场的一位贵妇人取笑地问：“先生，您发明 的这个玩意儿有什么用呢？”法拉第平静地反问：“夫人，新生的婴儿有什么用呢？” 后来，发电机这个新生的“婴儿”，果然成长为一个改变世界面貌的“巨人”，它开辟了人类 社会的电气化时代。 1、电磁感应：物理学中把磁生电现象叫做电磁感应。 2、感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流。 3、磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数。 如图所示，比较穿过面积相同的两个闭合回路 S1 与 S2 的磁通量大小。 （1）公式：Ф=B•S （匀强磁场、S⊥B） （2）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T•1m2=1V•s 二、电磁感应的产生条件 1、实验观察 （1）探究产生感应电流的条件 实验 1：导体棒做切割磁感线运动——AB 棒和电流表连接组成闭合电路，AB 棒在磁场 Gv 中左右平动、前后平动、上下平动。 分析：闭合电路的面积 S 发生变化，回路中产生感应电流。 实验 2：磁场相对闭合电路运动——螺线管与电流表连接组成闭合电路，条形磁铁插 入螺线管或从螺线管中拔出来，或静止地放在螺线管中。 AB 棒的运动 电流表指针是否摆动 左右平动 前后平动 上下平动 结论： 磁铁的动作 电流表指针是否摆动 分析：线圈中的磁感应强度 B 发生变化，回路产生感应电 流。 通过前面两个实验，我们可以得到什么结论？想一想：这个结论是不是普遍适用？ 利用磁通量的知识，我们是否可以把前面的结论引申一步，得到一个普适的结论？想 一想：“产生感应电流的条件”与“磁通量”之间有什么关系？ （2）进一步探究感应电流与磁通量变化的关系 实验 3：如图所示，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中。 磁铁放在螺线管中保持静止 磁铁拔出螺线管瞬间 结论：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。 开关和变阻器的状态 线圈 B 中是否有电流 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，迅速移动滑动变阻器的滑片 线圈 A 插入线圈 B 的瞬间 线圈 A 从线圈 B 中拔出的瞬间 结论：线圈 B 中的磁感应强度发生变化时，线圈 B 中才有感应电流产生。 分析：通、断电瞬间，变阻器滑片快速移动， 线圈 A 中电流变化，导致线圈 B 内磁场发生变化， 有电流产生；当线圈 A 中电流恒定时，线圈内磁场 不变，无电流产生。 2、归纳总结 请大家思考以上几个产生感应电流的实例，从本质上概括产生感应电流的条件？ 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。 即：产生电磁感应的条件——穿过闭合回路的磁通量发生变化。 课堂小结 本节课通 过一系列的探究和分析，得出了感应电流的产生条件：只要穿过闭合 电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。 三、创新应用拓展：书 P48“大家谈——遗憾出自哪里？” 电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的。 安培：线圈中的电流恒定。 科拉顿：当科拉顿赶到隔壁房间去时，检流小磁针已经动过了，所以他没能看到。 作业：1、教材 P50 问题与练习第 1 题、第 2 题、第 4 题。 2、详细探究摇绳发电现象，写一篇科技小论文。