高中物理《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》學(xué)案2

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111 第二節(jié)：探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】： 1．知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 2．會(huì)使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實(shí)驗(yàn)。 3．學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法 4．通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】：通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。 【學(xué)習(xí)方法】：實(shí)驗(yàn)觀察法、分析法、實(shí)驗(yàn)歸納法、講授法 【實(shí)驗(yàn)器具】：條形磁鐵（兩個(gè)），導(dǎo)體棒，示教電流表，線圈（粗、細(xì)各一個(gè)），學(xué)生電源，開關(guān)，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干， 【學(xué)習(xí)過程】： （一）復(fù)習(xí)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： ，用 表示。磁通量就是表示穿過這個(gè)面的 。 （2）公式： （3）單位： 1wb= Tm2 （二）引入新課 “科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?！痹诼娜祟悮v史長河中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問世，極大地解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展，特別是我們剛剛跨過的二十世紀(jì)，更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開能源，人類發(fā)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(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家——法拉第。 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第由此受到啟發(fā)，開始了“由磁生電”的探索，經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人類的電氣化時(shí)代。 （二）進(jìn)行新課 1、實(shí)驗(yàn)觀察 （1）閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線 在初中學(xué)過，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖4.2-1所示。 演示：導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。 觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。 表1 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 向右平動(dòng) 向后平動(dòng) 向左平動(dòng) 向上平動(dòng) 向前平動(dòng) 向下平動(dòng) 結(jié)論： 還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)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4.2-2所示。把磁鐵的某一個(gè)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(xiàn)象記錄在表2中。 觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。 表2 磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 N極插入線圈 S極插入線圈 N極停在線圈中 S極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極從線圈中抽出 結(jié)論： （3）模擬法拉第的實(shí)驗(yàn) 演示：如圖4.2-3所示。線圈A通過變阻器和開關(guān)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(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表3中。 觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。表3 操作 現(xiàn)象 開關(guān)閉合瞬間 開關(guān)斷開瞬間 開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片 結(jié)論： 2、分析論證 分組討論，學(xué)生代表發(fā)言。 演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無電流產(chǎn)生。 演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-4） 演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過程中，線圈A中電流變化，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。（如圖4.2-5） 3、歸納總結(jié) 請大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件？ 教師點(diǎn)撥：引起感應(yīng)電流的表面因素很多，但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為： 。 4、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 電有電場能，磁有磁場能，電磁感應(yīng)與能量守恒與轉(zhuǎn)化有無關(guān)系呢？ [分析] 實(shí)驗(yàn)一、消耗機(jī)械能---電能發(fā)電機(jī) 實(shí)驗(yàn)三、電能由a螺線管轉(zhuǎn)移到b螺線管變壓器 結(jié)論： 。 【課堂練習(xí)】： 1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ） A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通量越大 B．穿過某線圈的磁通量為零時(shí)，由B=可知磁通密度為零 C．磁通密度越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1 m2的面積上穿過的最大磁通量 2.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位“特斯拉”相當(dāng)?shù)氖仟ぃ? ） A．Wb/m2 B．N/Am C．kg/As2 D．kg/Cm 3.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是（ ） A．只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流 B．只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流 C．若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流 D．當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中一定有感應(yīng) 電流 4.在一長直導(dǎo)線中通以如圖所示的恒定電流時(shí)，套在長直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)（環(huán)面與導(dǎo)線垂直，長直導(dǎo)線通過環(huán)的中心），當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí)，肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ） A．保持電流不變，使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng) B．保持導(dǎo)線環(huán)不變，使長直導(dǎo)線中的電流增大或減小 C．保持電流不變，使導(dǎo)線在豎直平面內(nèi)順時(shí)針（或逆時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng) D．保持電流不變，環(huán)在與導(dǎo)線垂直的水平面內(nèi)左右水平移動(dòng) 5.如圖所示，環(huán)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(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)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(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)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(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 【學(xué)生作業(yè)】書面完成P8“問題與練習(xí)”第5、6、7題；思考并回答第1、2、3、4題。 【學(xué)習(xí)札記】 111