［精品］新课标人教版高中物理选修3-2全套教案［97p］

高中物理选修32全册教案第一节划时代的发现【教学目标】1知识与技能（1）知道奥斯特实验、电磁感应现象，（2）了解电生磁和磁生电的发现过程，（3）知道电磁感应和感应电流的定义。2过程与方法（1）通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的；（2）通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究的方法和思想。（3）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3情感、态度与价值观（1）通过学习阅读培养学生正确的探究自然规律的科学态度和科学精神；（2）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。（3）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】探索电磁感应现象的历史背景；【教学难点】体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神【教学方法】讲授【教学过程】（一）奥斯特梦圆“电生磁”到18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，例如摩擦生热表明了机械运动向热运动转化，而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化，于是，一些独具慧眼的哲学家如康德等提出了各种自然现象之间的相互联系和转化的思想。由于受康德哲学与谢林等自然哲学家的哲学思想的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1803年奥斯特指出“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中”。在此思想的指导下，1820年4月奥斯特发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日奥斯特又以关于磁针上电冲突作用的实验为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域电磁学。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。（二）法拉第心系“磁生电”1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。1821年英国哲学年鉴的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢1822年他在日记中写下了自己的思想“磁能转化成电”。他在这方面进行了系统的研究。起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，都失败了。经过历时十年的失败、再试验，直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中，他把产生感应电流的情况概括成五类变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出感应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”，产生的电流叫做感应电流。为了解释电磁感应现象，法拉第曾提出过“电张力”的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后，认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。在电磁感应现象发现二十年后，直到1851年才得出了电磁感应定律。经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来。作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现，还力求探索现象后面隐藏着的本质；他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。1832年3月12日他写给皇家学会一封信，信封上写有“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”。那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想，尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念，同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑“一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体，不要任何一种东西的中间参与，就把作用和力从一个物体传递到另一个物体，这种说法对我来说，尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人，决不会陷人这种谬论之中”。他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时，他还向另一种形而上学观点流体说进行挑战。1833年，他总结了前人与自己的大量研究成果，证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的本质，导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液，结果在18331834年发现电解定律，开创了电化学这一新的学科领域。他所创造的大量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外，也是电的分立性的重要论据。1837年他发现电介质对静电过程的影响，提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感应理论。不久以后，他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上，他形成了“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是，介质成了“场”的场所，场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说，引入场的概念，是法拉第的最富有独创性的思想，是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间，被视作物体与电荷的容器；而法拉第的空间，是现象的容器，它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。他的深邃的物理思想，强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理，他正是抱着用严格的数学语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。法拉第坚信“物质的力借以表现出的各种形式，都有一个共同的起源”，这一思想指导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年，他曾使光沿电流方向通过电解波，试图发现偏振面的变化，没有成功。这种思想是如此强烈，执着的追求使他终于在1845年发现强磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年，尽管健康状况恶化，仍从事广泛的研究。他曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因，研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋，他的主要著作日记由16041则汇编而成；电学实验研究有3362节之多。他生活简朴，不尚华贵，以致有人到皇家学院实验室作实验时错把他当作守门的老头。1857年，皇家学会学术委员会一致决议聘请他担任皇家学会会长。对这一荣誉职务他再三拒绝。他说“我是一个普通人。如果我接受皇家学会希望加在我身上的荣誉，那么我就不能保证自己的诚实和正直，连一年也保证不了。”同样的理由，他谢绝了皇家学院的院长职务。当英王室准备授予他爵士称号时，他多次婉言谢绝说“法拉第出身平民，不想变成贵族”。他的好友JTYNDALL对此作了很好的解释“在他的眼中看去，宫廷的华丽，和布来屯（BRIGHTON）高原上面的雷雨比较起来，算得什么；皇家的一切器具，和落日比较起来，又算得什么其所以说雷雨和落日，是因为这些现象在他的心里，都可以挑起一种狂喜。在他这种人的心胸中，那些世俗的荣华快乐，当然没有价值了”。“一方面可以得到十五万镑的财产，一方面是完全没有报酬的学问，要在这两者之间去选择一种。他却选定了第二种，遂穷困以终。”这就是这位铁匠的儿子、订书匠学徒的郑重选择。1867年8月25日逝世，墓碑上照他的遗愿只刻有他的名字和出生年月。后世的人们，选择了法拉作为电容的国际单位，以纪念这位物理学大师。（三）科拉顿的“失败”1820年，奥斯特的磁效应发表后，在科学界引起极大反响，科学家想既然“电能生磁”，反过来“磁也能生电”。可以说，想实现“磁生电”是当时许多科学家的愿望，例如，安培、科拉顿等人都曾为之努力过，但是都失败了。在这个问题上，最遗憾的莫过于科拉顿。1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验。然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。科拉顿的这个失败，是一个什么样的失败呢后人有各种各样的议论。有人说这是一次“成功的失败”。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁性足够强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流计的指针确实是摆动了的。也就是说，电磁感应的实验是成功了，只不过科拉顿没有看见，他跑得还是“太慢”，连电流计指针往回摆也没看见，有人说，这是一次“遗憾的失败”。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里，或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方，那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。有人说，这是一次“真正的失败”。因为科拉顿没能转变思想，没有从“稳态”的猜想转变到“暂态”的考虑上来，所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此，法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训，他决定不再固守“稳态”的猜想，终于在1831年8月，观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。【课堂小结】本节课我们主要学习了电生磁以及磁生电的发现艰苦历程，通过本节课的学习，我们要学习科学家们艰苦奋斗、不怕失败，坚持不懈的努力的精神，同时从这些科学家的身上我们应学习他们探究问题的方法，只要通过自身不懈的努力，我相信你们当中也会有人成为第二个法拉第的。【教学反思】学生对于课外知识很感兴趣，有些同学有一定的知识基础，也能提出一些有建设性的问题，激发了他们学物理的兴趣。通过这节课的学习我了解到，学生对物理学的发展非常感兴趣，所以在以后的教学中我们应该多介绍一些这样的知识，来丰富学生的知识面，扩宽学生的视野。第二节探究电磁感应的产生条件【教学目标】1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。【教学过程】（一）复习旧课磁通量（）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，用表示。（2）公式BS（3）单位韦伯（WB）1WB1TM2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421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。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422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423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、分析论证分组讨论，学生代表发言。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。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424）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425）3、归纳总结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。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。4、电磁感应中的能量转化电有电场能，磁有磁场能，电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢下面从能量角度分析电磁感应现象。分析实验一、消耗机械能电能发电机实验三、电能由A螺线管转移到B螺线管变压器结论电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。【课堂小结】本节课我们通过实验探究，总结出了磁生电的条件即穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就产生感应电流。其中我们对磁通量的变化应该加深理解，磁通量的变化包括B的大小方向变化，S的大小和方向的变化，还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化，从而使回路产生感应电流。【板书设计】第二节探究电磁感应的产生条件一、复习磁通量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，用表示。磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。2、公式BS3、单位韦伯（WB）1WB1TM2二、产生感应电流的条件1、闭合回路2、回路中的磁通量发生变化，B、S、变化。三、电磁感应中的能量转化电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。【课后作业】课本P7P8“问题与练习”1、2、3、4、5题。【教学反思】让学生自己设计试验，然后自己验证，学生兴趣很浓，思维非常活跃，以后要放手让学生自己设计问题，解决问题。在教学中更应注重学生自身潜力的挖掘，让学生自己动手，自己探究，解决问题，得出结论，加深印象。第三节楞次定律教案【教学目标】1、知识与技能（1）、理解楞次定律的内容。（2）、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。（3）、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。（4）、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。2、过程与方法（1）、通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律（2）、通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。3、情感态度与价值观（1）、使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。（2）、培养学生的空间想象能力。（3）、让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。【教学重点】应用楞次定律（判感应电流的方向）【教学难点】理解楞次定律（“阻碍”的含义）【教学方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法【教具准备】灵敏电流计，线圈外面有明显的绕线标志，导线若干，条形磁铁，线圈【教学过程】一、复习提问1、要产生感应电流必须具备什么样的条件答穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。2、磁通量的变化包括哪情况答根据公式BSSIN是B与S之间的夹角可知，磁通量的变化包括B的变化，S的变化，B与S之间的夹角的变化。这些变化都可以引起感应电流的产生。二、引入新课1、问题1如图，已知通电螺线管的磁场方向，问电流方向答由右手螺旋定则（安培定则）可知，电流从右边出，左边进，电流逆时针方向。2、问题2如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问有没有感应电流（有，因磁通量有变化）；感应电流方向如何3、感应电流不是个好“孩子”。感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。B三、进行新课1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考（1）、灵敏电流计的作用是什么为什么用灵敏电流计而不用安培表答灵敏电流计（把灵敏电流计与干电池试触，演示指针偏转方向与电流流入方向间的关系）电流从那侧接线柱流入，指针就向那侧偏转，因为灵敏电流计的量程较小，灵敏度较高，能测出螺线管中产生的微弱感应电流。（2）、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流，而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流答因为穿过螺线管的磁通量发生变化，所以是螺线管中的感应电流，而螺线管中的电流也就是单匝线圈中的电流。2、实验内容研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路，并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等，分析感应电流的方向与哪些因素有关。3、学生探究研究感应电流的方向（1）、探究目标找这两个磁场的方向关系的规律。（2）、探究方向从磁铁和线圈有磁力作用入手。（3）、探究手段分组实验（器材螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线）（4）、探究过程（5）、学生带着问题分组讨论问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反NS磁铁在管上静止不动时磁铁在管中静止不动时插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下原来磁场的方向向下向下向上向上向下向上向下向上原来磁场的磁通量变化增大减小增大减小不变不变不变不变感应磁场的方向向上向下向下向上无无无无原磁场与感应磁场方向的关系相反相同相反相同感应电流的方向（螺线管上）向上向下向下向上无无无无螺线管灵敏电流计G操作方法填写内容问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向并说出你的概括中的关键词语。问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论学生四人一组相互交流、分析、讨论，用最简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况，然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流，师生共同讨论，形成结论。教学中，学生概括多种多样，有的也非常准确到位，甚至于出乎意料，如概括1感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化概括2感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化概括3感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的那个原因（加点部分为学生提出的关键词）教师应充分肯定他们的结论，并对出现的问题进行讨论、纠正，总结规律原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场相反，有阻碍变大作用原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场相同，有阻碍变小作用结论增反减同展示多媒体课件再次看看多媒体模拟的电磁感应中感应电流的产生过程。投影展示楞次定律内容及其理解4、楞次定律感应电流的方向（1）、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。（师指出上述结论是物理学家楞次概括了各种实验结果提出的，并对楞次的物理学贡献简单介绍）（2）、理解、阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同“阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化、注意两个磁场原磁场和感应电流磁场、学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。根据标出的磁极方向总结规律感应电流的磁场总是磁体阻碍相对运动。“你来我不让你来，你走我不让你走”强调楞次定律可以从两种不同的角度来理解A、从磁通量变化的角度看感应电流总要阻碍磁通量的变化。B、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。、感应电流的方向即感应电动势的方向、阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程例上述实验中，若条形磁铁是自由落体，则磁铁下落过程中受到向上的阻力，即机械能电能内能（3）、应用楞次定律步骤、明确原磁场的方向；、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；、根据楞次定律增反减同，判定感应电流的磁场方向；、利用安培定则判定感应电流的方向。（4）、楞次定律的应用例两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何若减小电流呢解由安培定则A环中电流产生的磁场方向向里穿过大环的磁通量增大由楞次定律可知感应电流的磁场向外由安培定则得外环感应电流为逆时针同理当电流减小时，外环中感应电流方向为顺时针5、楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线问题1当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗答当然可以用楞次定律来判断感应电流的方向，如果导体棒AB向右运动，则由楞次定律可知，穿过闭合回路的磁通量增加，则感应磁场就要与原磁场方向相反，即感应磁场方向向外，所以感应电流的方向ADCBA问题2用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢答有简单的方法，如果我们仔细研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度V的方向，就能找出一种方法右手定则（1）、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，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向（2）、适用条件切割磁感线的情况（3）、说明、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解例分别用右手定则和楞次定律判断通过电流表的电流方向课本P2043、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）6、巩固练习例1为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流IGI例2如图所示，平行金属导轨的左端连有电阻R，金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时，线框ABCD中有无闭合电流_；电阻R上有无电流通过_【课堂小结】1、楞次定律的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。2、判定感应电流方向的步骤3、右手定则确定感应电流的方向【板书设计】第三节楞次定律一、楞次定律1、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。2、理解、阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同“阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化、从磁通量变化的角度看感应电流总要阻碍磁通量的变化。、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。、感应电流的方向即感应电动势的方向、阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程3、应用楞次定律步骤、明确原磁场的方向；、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；、根据楞次定律增反减同，判定感应电流的磁场方向；、利用安培定则判定感应电流的方向。4、楞次定律的应用二、楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线（1）、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，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向（2）、适用条件切割磁感线的情况（3）、说明、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）【布置作业】选修32课本第12页“思考与讨论”1、2、3、4题课后作业第13页1、2、3、4题【课后反思】1、在课堂教学中注重多种能力的培养本节内容应以实验为主，通过实验总结楞次定律。通常情况，都是由教师演示，学生观察，得出结论。但本节课以学生为主，让学生实验，得出结论，验证结论等等，教师只起引导和组织的作用，这样不仅能让学生对楞次定律理解深刻，而且也培养了学生实验操作技能以及分析、归纳、概括、总结等逻辑思维能力。2、用现代化教学手段进行教学虽说实物演示最直观明了地反映事物的某些现象，但通过它我们只能看到一些宏观现象，对定律微观本质的分析（比如磁极周围的磁感线既看不见，又摸不着）就无能为力了，教师将现代化教学手段引进课堂，用微机动画模拟，生动形象地展示两磁场间“阻碍“作用，不仅突出本节的重点，还突破了难点，使学生对定律有一个深刻理解，生动的记忆，同时又激发了学生的学习兴趣。3、采用类比教学变抽象为具体本节课除了采用常规的启发式、实验等直观教学法等，还特别注意利用比喻的方法，尤其对于楞次定律这一类字数少但难理解和记忆内容，教师在师生得出定律之后，将定律概括成“增之减之，减之增之”八个字，方便了学生理解和记忆，之后又做个拟人化的比喻，将感应电流比喻成一个专门与“父母”“对着干”的“坏孩子”，不仅将抽象的内容生动具体化，还调节了课堂气氛。4、注重德育渗透这一节课讲授的楞次定律是从实验分析开始，归纳概括出初步结论后，再用实验来验证，不仅体现物理学科是实验学科的特点，培养了学生实事求是，严谨的科学态度，还符合辩证法中从实践中来，再回到实验中去的认识规律，达到对学生的辩证唯物主义教育。第四节法拉第电磁感应定律教案【教学目标】1、知识与技能（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、。T（3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。（4）、知道EBLVSIN如何推得。（5）、会用解决问题。TN2、过程与方法（1）、经历学生实验，培养学生的动手能力和探究能力。（2）、通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式EBLV，掌握运用理论知识探究问题的方法。3、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）、通过比较感应电流、感应电动势的特点，引导学生把握主要矛盾。【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】实验法、归纳法、类比法【教具准备】多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。【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答穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么答电路闭合，且这个电路中就一定有电源。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答由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向二、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答既然有感应电流，那么就一定存在感应电动势只要能确定感应电动势的大小，根据欧姆定律就可以确定感应电流了2、问题2如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问、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答有，因磁通量有变化、有感应电流,是谁充当电源答由恒定电流中学习可知，对比可知左图中的虚线框部分相当于电源。RABVLSNGVABABRERABGER、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答电路断开，肯定无电流，但有电动势。3、产生感应电动势的条件是什么答回路中的磁通量发生变化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答在电磁感应现象中，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，但产生感应电流还需要电路闭合，因此研究感应电动势更有意义。（情感目标）本节课我们就来一起探究感应电动势三、进行新课（一）、探究影响感应电动势大小的因素（1）探究目的感应电动势大小跟什么因素有关（学生猜测）（2）探究要求、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管，记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动导体棒，记录表针的最大摆幅。、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片，迅速和缓慢的插入拔出螺线管，分别记录表针的最大摆幅；（3）、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（4）、探究过程安排学生实验。（能力培养）教师引导学生分析实验，（课件展示）回答以上问题学生甲穿过电路的变化产生E感产生I感学生乙由全电路欧姆定律知I，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指RR针偏转越大。学生丙磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。可见，感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关，即与磁通量的变化率有关把定义为磁通量的变化率。T上面的实验，我们可用磁通量的变化率来解释学生甲实验中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，I感大，TE感大。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从上面的实验我们可以发现，越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量T的变化率决定。精确的实验表明电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E。这就是法拉第电磁感应定律。T（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）（课件展示）EKT在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（WB），时间单位是秒（S），可以证明式中比例系数K1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成ET设闭合电路是一个N匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于N个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为ENT1内容电动势的大小与磁通量的变化率成正比2公式NT3定律的理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别、T感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比感应电动势的方向由楞次定律来判断感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定当COS则TCOS当COS则TCOS当COS则（COS）T4、特例导线切割磁感线时的感应电动势用课件展示如图所示电路，闭合电路一部分导体AB处于匀强磁场中，磁感应强度为B，AB的长度为L，以速度V匀速切割磁感线，求产生的感应电动势（课件展示）解析设在T时间内导体棒由原来的位置运动到A1B1，这时线框面积的变化量为SLVT穿过闭合电路磁通量的变化量为BSBLVT据法拉第电磁感应定律，得EBLVT这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式，需要理解（1）B,L,V两两垂直（2）导线的长度L应为有效长度（3）导线运动方向和磁感线平行时，E0（4）速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）问题当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角，感应电动势可用上面的公式计算吗用课件展示如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以V斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。解析可以把速度V分解为两个分量垂直于磁感线的分量V1VSIN和平行于磁感线的分量V2VCOS。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为EBLV1BLVSIN强调在国际单位制中，上式中B、L、V的单位分别是特斯拉（T）、米（M）、米每秒（M/S），指V与B的夹角。5、公式比较与功率的两个公式比较得出E/T求平均电动势EBLVV为瞬时值时求瞬时电动势，V为平均值时求平均电动势课堂练习例题1下列说法正确的是（D）A、线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B、线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C、线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D、线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大例题2一个匝数为100、面积为10CM2的线圈垂直磁场放置，在05S内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。解由电磁感应定律可得EN/T由联立可得EN/T代如数值可得例题3、如图所示，在磁感强度为01T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，框电阻不计，上面接一个长01M的可滑动的金属丝AB，已知金属丝质量为02G，电阻R02，不计阻力，求金属丝AB匀速下落时的速度。4MS问1将上题的框架竖直倒放，使框平面放成与水平成30角，不计阻力，B垂直于框平面，求VM答案2MS问2上题中若AB框间有摩擦阻力，且02，求VM答案13MS问3若不计摩擦，而将B方向改为竖直向上，求V答案267MS问4若此时再加摩擦02，求VM答案16MS问5如图所示在问2中的BC中间加03V、R08的电池，求VM答案20MS问6上题中若有摩擦，02，求VM问7B改为竖直向上，求V问8将电池反接时的各种情况下，求V【课堂小结】1、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。2、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。3、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。【板书设计】第四节法拉第电磁感应定律一、感应电动势二、电磁感应定律1内容2表达式EN/T求平均电动势EBLVV为瞬时值时求瞬时电动势，V为平均值求平均电动势3定律的理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别、T感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比感应电动势的方向由楞次定律来判断感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定当COS则TCOS当COS则TCOS当COS则（COS）T【布置作业】选修32课本第16页“思考与讨论”课后作业第17页1、2、3、4、5题【课后反思】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。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。第五节电磁感应规律的应用教案【教学目标】1、知识与技能（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。2、过程与方法通过探究感生电动势和动生电动势产生的原因，培养学生对知识的理解和逻辑推理能力。3、情感态度与价值观从电磁感应现象中我们找到产生感生电动势和动生电动势的个性与共性问题，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。【教学重点】感生电动势和动生电动势。【教学难点】感生电动势和动生电动势产生的原因。【教学方法】类比法、练习法【教具准备】多媒体课件【教学过程】一、复习提问1、法拉第电磁感应定律的内容是什么数学表达式是什么答感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即E。T2、导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么，它成立的条件又是什么答导体在磁场中切割磁感线产生的电动势的大小与导体棒的有效长度、磁场强弱、导体棒的运动速度有关，表达式是EBLVSIN，该表达式只能适用于匀强磁场中。二、引入新课在电磁感应现象中，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，本节课我们就一起来学习感应电动势产生的机理。三、进行新课（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BE流，或者说导体中产生感应电动势。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。例题，在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（）A沿AB方向磁场在迅速减弱B沿AB方向磁场在迅速增强C沿BA方向磁场在迅速减弱D沿BA方向磁场在迅速增强分析根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律来判断，根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，使因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律来判断，四指环绕方向即感应电场的方向，由此可知AC正确。正确答案AC点评已知感应电场方向求原磁通量的变化情况的基本思路是感应电场的方向感应磁场的方向磁通量的变化情况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ENSCOSBT（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（1）产生导体切割磁感线运动产生动生电动势（2）大小EBLV（B的方向与V的方向垂直）（3）动生电动势大小的推导AB棒处于匀强磁场中，磁感应强度为B，垂直纸面向里，棒沿光滑导轨以速度V匀速向右滑动，已知导轨宽度为L，经过时间T由M运动导N，如图所示，由法拉第电磁感应定律可得EVTTS故动生电动势大小为EBLV。BA右手螺旋定则右手螺旋定则楞次定律楞次定律MNAB2、动生电动势原因分析导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势，它是由于导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。如图所示，一条直导线CD在云强磁场B中以速度V向右运动，并且导线CD与B、V的方向垂直，由于导体中的自由电子随导体一起以速度V运动，因此每个电子受到的洛伦兹力为F洛BEVF的方向竖直向下，在力F的作用下，自由电子沿导体向下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，结果使导体上端D的电势高于下端C的电势，出现由D指向C的静电场，此电场对电子的静电力F的方向向上，与洛伦兹力F方向相反，随着导体两端正负电荷的积累，电场不断增强，当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力相平衡时，DC两端产生一个稳定的电势差如果用另外的导线把CD两端连接起来，由于D段的电势比C段的电势高，自由电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针流动，形成逆时针方向的电流，如图乙所示，电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少，洛伦兹力又不断使自由电子从D端运动到C端从而在CD两端维持一个稳定的电动势。可见运动的导体CD就是一个电源，D端是电源的正极，C端是电源的负极，自由电子受洛伦兹力的用，从D端搬运到C端，也可以看做是正电荷受洛伦兹力作用从C端搬运到D端，这里洛伦兹力就相当于电源中的非静电力，根据电动势的定义，电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到电源的正极非静电力所做的功，作用在单位电荷上的洛伦兹力为FF洛/EBV于是动生电动势就是EFLBLV上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致。三、动生电动势和感生电动势具有相对性动生电动势和感生电动势的划分，在某些情况下只有相对意义，如本章开始的实验中，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对于磁铁静止的参考系观察，磁铁不动，空间各点的磁场也没有发生变化，而线圈在运动，线圈中的电动势是动生的；但是，如果在相对于线圈静止的参考系内观察，则看到磁铁在运动，引起空间磁场发生变化，因而，线圈中的电动势是感生的，在这种情况下，究竟把电动势看作动生的还是感生的，决定于观察者所在的参考系，然而，并不是在任何情况下都能通过转换参考系把一种电动势归结为另一种电动势，不管是哪一种电动势，法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。四应用电子感应加速器即使没有导体存在，变化的磁场以在空间激发涡旋状的感应电场，电子感应器就是应用了这个原理，电子加速器是加速电子的装置，他的主要部分如图所示，画斜线的部分为电磁铁两极，在其间隙安放一个环形真空室，电磁铁用频率为每秒数十周的强大交流电流来励磁，使两极间的磁感应强度B往返变化，从而在环形真空室内感应出很强的感应涡旋电场，用电子枪将电子注入唤醒真空室，他们在涡旋电场的作用下被加速，同时在磁场里受到洛伦兹力的作用，沿圆规道运动。FF洛DCDCB如何使电子维持在恒定半径为R的圆规道上加速，这对磁场沿径向分布有一定的要求，设电子轨道出的磁场为B，电子做圆周运动时所受的向心力为洛伦兹力，因此EBVMV2/RMVREB也就是说，只要电子动量随磁感应强度成正比例增加，就可以维持电子在一定的轨道上运动。【课堂小结】本节课我们学习了感生电动势和动生